气压对304奥氏体不锈钢低温离子渗氮组织与性能影响

在400℃、8 h、不同气压(80~400 Pa)条件下对304奥氏体不锈钢进行离子渗氮处理。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪、显微硬度计及万能摩擦试验机对表面改性后的304奥氏体不锈钢渗层组织、相结构、渗层硬度以及耐磨性进行了测试和分析。结果表明,400℃离子渗氮处理后304奥氏体不锈钢形成了明显的白亮层,即单相S相层;低压对304奥氏体不锈钢离子氮化具有良好的催渗效果,即渗层厚度随气压的减小而增加,在100 Pa条件下,渗层厚度达到最大值51.7μm;渗氮后试样表面硬度达到最大值1100 HV0.01;低温低压离子渗氮能够提高304奥氏体不锈钢耐磨性,80 Pa和100 Pa是提高304奥氏体不锈钢耐磨性的最佳气压。     

离子渗氮对304不锈钢组织和性能的影响

为了提高旋振筛机在筛分锂能电池的正、负极材料时的使用寿命和物料的纯洁度,研究了304不锈钢试块在520 ℃下离子渗氮时间对其组织、硬度和耐蚀性能的影响。利用维氏显微硬度计和光学显微镜对渗氮层进行了硬度和深度测试,用球盘式旋转摩擦磨损试验机对渗氮层进行了摩擦磨损性能测试,用电化学工作站进行了耐蚀性能测试,并用X射线衍射仪对试样渗层进行了物相分析。结果表明,相比未经渗氮处理,304不锈钢试块经过渗氮处理后,渗层30 μm深度处的硬度提高了5~6倍,渗层相对耐磨性为未经处理的24.5倍;尽管耐盐蚀性能降低,但其耐碱蚀性能提高。考虑到锂能电池的正极材料偏碱性和负极材料中性特点,旋振筛机上的304不锈钢网架和筛框经过离子渗氮处理后既可以大大提高旋振筛机的使用寿命,还能提高所筛分物料的纯洁度。     

304不锈钢离子渗氮工艺研究

对304不锈钢离子渗氮后的渗层性能进行了研究,结果表明,经离子渗氮后,钢的表面性能得到明显改善。影响工件表面结构和性能的主要因素是离子渗氮温度和保温时间。相同的渗氮时间,不同的H2／N2将得到不同性能的渗层。     

温度对AISI304奥氏体不锈钢离子渗氮的影响

对AISI304奥氏体不锈钢进行脉冲电流辉光离子渗氮处理,在不同处理温度(480 ℃、520 ℃、580 ℃)下渗氮8 h后,获得了一定厚度的渗氮层.通过对渗层进行金相分析和硬度测试表明,随着渗氮温度升高,渗层厚度增大,显微硬度先增大后减小.综合温度对渗层厚度与显微硬度的影响,AISI304奥氏体不锈钢卡套辉光离子渗氮温度可采用520 ℃,渗氮后渗层厚度为90 μm,显微硬度为1317 HV0.1.     

304奥氏体不锈钢固溶渗氮的研究

在氮气中对304奥氏体不锈钢进行固溶渗氮，用电子探针测定了渗氮层的氮浓度分布，用扫描电子显微镜观察了渗氮层的金相组织。结果表明，固溶渗氮可以使304奥氏体不锈钢获得高氮奥氏体层；表面氮浓度随渗氮温度的升高和氮气压力的增大而增加，渗氮层深度随渗氮温度的升高和保温时间的延长而增加；渗氮后空冷和水冷时氮为固溶状态，炉冷时会析出氮化物。     

304奥氏体不锈钢低温盐浴渗氮处理

采用430℃低温盐浴对304奥氏体不锈钢进行渗氮处理,研究了渗氮时间对渗氮层组织和性能的影响。利用XRD衍射仪、光学显微镜、表面显微硬度计和带能谱仪(EDS)的扫描电镜(SEM)分别分析渗氮层的相组成、厚度、表面硬度和显微组织。结果表明:304奥氏体不锈钢在430℃渗氮不同时间后,渗氮层厚度和表面硬度都随着时间的延长而增加。渗氮时间为1 h时,渗氮层仅为单一的S相,随着渗氮时间的增加,渗氮8 h时开始有少量CrN生成,渗氮16 h时,渗氮层由大量CrN+S相两相混合。用电化学极化的方法评价耐蚀性能的结果表明:盐浴渗氮处理后耐Cl-点蚀性能得到了一定的改善,在430℃渗氮4 h,其耐蚀性能是最好的,优于没经过渗氮的试样,而在所有的渗氮试样中,渗氮8 h、16 h的试样耐点蚀性能较差。     

奥氏体不锈钢低温离子渗氮工艺研究

对304、316 L奥氏体不锈钢进行了不同温度、不同时间的离子渗氮。研究了渗层的显微组织和耐腐蚀性,测定了渗层的硬度。结果显示,随着渗氮温度的升高,两种钢渗层的表面硬度和深度都增加,而耐蚀性降低。渗氮温度≥400℃时,随着渗氮时间的延长,两种钢渗层的表面硬度变化不大,但深度明显增加,渗层的耐蚀性降低。当渗氮工艺相同时,316 L钢渗氮层的硬度、深度和耐蚀性均比304钢的渗氮层高。     

304不锈钢双活性屏离子渗氮

目的 考察304不锈钢双活性屏离子渗氮技术的可行性及处理效果.方法 利用双活性屏离子渗氮(DASPN)和普通直流离子渗氮(DCPN)两种技术对304不锈钢进行低温(420℃)硬化处理,对比分析两种工艺所得渗层的组织,对比研究两种工艺所得渗层的相结构、硬度和耐蚀性能.结果 采用DASPN技术可获得比采用DCPN技术更为均匀、致密的渗层,渗层为单一S相层,硬度为763 HV0.25.电化学测试表明,两种渗氮技术相比,DASPN处理获得的渗层耐蚀性能更优.结论 采用DASPN技术对304不锈钢进行低温硬化处理,在试样距双屏的距离为70 mm时能够获得比DCPN更好的渗氮效果.该技术适于工业化推广应用.     

钛催渗低温离子渗氮对304不锈钢组织性能的影响

目的 在保障304奥氏体不锈钢良好耐蚀性前提下,研发显著改善表层硬度及耐磨性的低温高效离子渗氮技术。方法 低温离子渗氮时,在试样周围均匀放置微量海绵钛,研发304奥氏体不锈钢创新钛催渗低温离子渗氮技术。采用光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱分析仪、X射线粉末衍射仪、显微维氏硬度计、摩擦磨损测试仪,以及电化学工作站等设备分别对试样截面显微组织、物相及成分、截面显微硬度、渗层耐磨性能、耐蚀性能等渗层组织性能进行测试与分析。结果 304奥氏体不锈钢在420 ℃/4 h钛催渗离子渗氮处理后,不仅保持了良好耐蚀性,且渗层耐蚀性比常规低温离子渗氮略有提升,同时,表面硬度与耐磨性大幅提高,表面硬度由常规离子渗氮的978HV0.025提升至1350HV0.025。磨损率由20.9 μg/(N.m)降低至7.4 μg/(N.m),下降了约2/3。特别有价值的是,钛催渗低温离子渗氮效率比传统离子渗氮显著提升,渗氮层厚度由常规离子渗氮的11.37 μm增厚到48.32 μm,即渗氮效率提高到常规离子渗氮的4倍以上。结论 本研究研发的钛催渗低温离子渗氮技术在保障304奥氏体不锈钢优良耐蚀性的同时,能够大幅度提升不锈钢表面硬度及耐磨性能,且具有显著的催渗效果。     

AISI304奥氏体不锈钢阳极渗氮层的组织与摩擦磨损性能

为避免传统直流离子渗氮存在的表面打弧和边缘效应等弊端,采用活性屏阳极渗氮法对AISI 304奥氏体不锈钢进行表面处理。将样品放置于阳极电位,在440~520℃范围内,渗氮处理8 h。分析了渗氮层的微观组织结构与形貌,并考察了渗氮前后的摩擦磨损性能。结果表明:在低温440℃下,在表面制备了高硬度的S相强化层。XRD与TEM表明S相为面心立方结构,且无Cr N相析出。高温520℃渗氮表面硬度值(1100 HV0.1)是基体的5倍,但Cr N相明显析出。在干摩擦条件下,渗氮处理后的摩擦系数在0.8左右,相对渗氮前降低约0.2,特别是磨损率只有渗氮前的十分之一量级。磨损机制从原始基体的严重粘着转变为轻微的氧化和磨粒磨损。     

304奥氏体不锈钢氮离子注入层的组织与性能研究

对具有抗磁性的304奥氏体不锈钢进行离子渗氮处理,以提高其硬度和耐磨性.研究了奥氏体不锈钢渗氮前后的金相组织、显微硬度、耐磨性和耐腐蚀性等,并与常用高硬度、高耐磨性GCr15钢进行了对比.结果表明:304奥氏体不锈钢通过一定时间的离子渗氮后,依然具有很好的抗磁性能,且表层硬度约为基体硬度的6倍,耐磨性能大大提高,其性能...     

核电用304L奥氏体不锈钢等离子体源渗氮

对核电用304L奥氏体不锈钢进行450℃×6 h等离子体源渗氮处理,对比研究了渗氮前后改性层的组织与性能。结果表明:304L奥氏体不锈钢渗氮后,表面获得了厚度约为15μm,峰值氮浓度可达25at%的单一面心结构的γ_Ν相改性层,其最大显微硬度高达1320 HV0.025,干摩擦条件下,γ_Ν相改性层的磨损体积由原始不锈钢的0.102 mm~3降低至9.26×10~(-3)mm~3,磨损机制由黏着磨损转变为氧化磨损,耐磨性能显著提高。在3.5%Na Cl溶液和p H=8.4硼酸溶液中,γ_Ν相改性层的自腐蚀电位比原始不锈钢分别提高了323 m V和75 m V,耐蚀性能明显改善。     

等离子体源渗氮304L奥氏体不锈钢改性层的耐蚀性能

采用等离子体源渗氮技术经450℃×6 h在304L奥氏体不锈钢表面获得了厚度约为15μm、峰值氮浓度高达25 at%的单一面心结构的γΝ相改性层。研究了γΝ相改性层在3.5%NaCl溶液中的耐腐蚀性能,分析了其钝化膜的化学组成,并与原始304L不锈钢相比较。结果表明:γΝ相改性层的阳极极化曲线未发生明显的点蚀击穿,自腐蚀电位比原始不锈钢提高了323 m V(SCE),维钝电流密度低一个数量级。γΝ相钝化膜的EIS与原始不锈钢钝化膜相比,其容抗弧直径增大,相位角平台变宽,采用等效电路Rs-(Rct//CPE)拟合的电荷转移电阻Rct由原始不锈钢3.05×10~4Ω·cm~2增至1.98×105Ω·cm2,计算的双电层电容Cdl由313μF/cm~2降低至70.3μF/cm~2。γΝ相钝化膜具有双层结构,外层是Fe、Cr氢氧化物和氧化物构成,内层以Cr_2O_3为主,N主要以离子键类型的Fe Nx和Cr Nx形式存在。与原始奥氏体不锈钢相比,γΝ相钝化膜更加致密,具有保护性的Cr_2O_3阻碍层增厚,增强了γΝ相改性层的耐蚀性能。     

离子溅射在奥氏体不锈钢离子渗氮中的应用

利用自制的直流脉冲离子渗氮设备采用加强离子溅射预处理方法对奥氏体不锈钢进行了离子渗氮,并与普通的离子渗氮方法进行对比.结果表明,通过加强溅射的方法得到的试样表面硬度在1 200 HV0.5以上,耐磨性能提高了4～5倍,硬度梯度变得更为平缓.     

气压对904L奥氏体不锈钢低温离子渗氮组织与耐蚀性能的影响

通过辉光离子低温渗氮对904L超级奥氏体不锈钢(904Lss)进行表面改性处理,采用扫描电镜、X射线衍射仪(XRD)、电化学方法等研究了渗氮后试样的表面形貌、显微组织结构、硬度以及耐蚀性能。结果表明:100 Pa渗氮后的试样形成了强化相γN相,大大提高了904L不锈钢试样的表面硬度,高达1400 HV0.1;150 Pa渗氮后的试样产生了强氮化物CrN,其耐蚀性远远低于原始904L奥氏体不锈钢。     

奥氏体不锈钢稀土催渗离子渗氮工艺研究

对304、316L奥氏体不锈钢采用不同氮一氢比的气氛,在不同温度和不同保温时间进行了离子渗氮和稀土催渗离子渗氮。结果表明,经580℃在氮一氢比为1：3的气氛中稀土催渗离子渗氮9h,304和316L钢的渗层深度分别为0．12mm和0．112mm,表面硬度达1000HV0．1左右,与常规离子渗氮工艺相比,渗氮时间缩短了1h。     

AISI 300系列奥氏体不锈钢渗氮层组织和性能研究

目的 在AISI 300系列奥氏体不锈钢表面制备单一S相渗氮层,提高该系列不锈钢渗氮层的硬度、抗磨损性能,对比揭示渗氮前后不锈钢的磨损机制。方法 采用低温辉光等离子渗氮技术(LTPNT)在AISI 300系列奥氏体不锈钢表面制备渗氮层。利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、电子探针(EPMA)、X射线衍射仪(XRD)分析渗氮层的截面形貌、元素分布和物相组成;通过比磨损率和磨痕形貌分析渗氮层的摩擦学性能;利用电化学实验考察渗氮前后3种不锈钢的耐蚀性。结果 AISI 300系列奥氏体不锈钢经380 ℃、12 h处理后,其表面获得了厚度为15 μm左右、与基体致密结合、组织成分均匀的渗氮层;渗氮层的相结构主要为S相,无CrN相析出;经渗氮后,该系列不锈钢表面硬度均为1 100HV左右,较基体硬度提高了5倍左右;不锈钢基体的磨损机理为黏着和磨粒磨损,经渗氮后转变为氧化磨损和微切削;渗氮层的比磨损率约为不锈钢基体的1/20,抗磨损的能力得到显著提升;在25 ℃环境温度下渗氮后,304L、316L和321的自腐蚀电位下降,腐蚀电流密度增加,腐蚀速率加快,耐腐蚀性能稍有降低。通过对比腐蚀形貌发现,渗氮层仍具有一定的耐蚀性能。结论 通过LTPNT可以获得高硬度、组织均匀致密、结合强度高的渗氮层,渗氮层中S相的存在可以显著提高AISI 300系列奥氏体不锈钢的表面硬度、抗磨损能力,降低其摩擦因数和比磨损率,对延长不锈钢的服役寿命有着积极的作用。     

氢氮比对奥氏体不锈钢低温离子渗氮性能的影响

采用空心阴极离子源辅助,研究了低温(400℃)低压(2 Pa)下工作气体中氢气含量(氮氢比)对316L不锈钢离子渗氮层的组织形貌和性能影响。采用显微硬度计、球-盘滑动摩擦磨损仪、电化学工作站等仪器研究了渗氮处理对奥氏体不锈钢力学性能和电化学腐蚀性能的影响。结果表明:工作气体中随着氢气含量的增加,渗氮层深度、表面硬度等单调地降低;随着工作气体中氮气含量的增加,渗氮层组成相γN的晶格参数单调增加,晶粒膨胀程度增加,表面滑移带密度随之增加。通过离子源辅助,低温低压离子渗氮可有效地使316L不锈钢渗氮层表面硬度超过1100 HV,且在3.5%NaCl溶液中腐蚀电流密度比316L奥氏体不锈钢基体降低1倍。     

304和304L奥氏体不锈钢的热加工性能研究

利用Gleeble-3500热力模拟试验机分别对304与304L奥氏体不锈钢进行单道次热压缩实验,研究了材料在变形温度900～1100℃,应变速率0.01～5 s~(-1)条件下的热变形行为及组织演变规律,并基于动态材料模型(Dynamic Materials Mod-el,DMM)对比分析304与304L奥氏体不锈钢的热加工性能。结果表明:304L变形抗力随变形温度的升高和应变速率的降低而降低,其流变曲线可分为加工硬化、动态回复及动态再结晶3种类型。通过构建304与304L奥氏体不锈钢的热加工图,发现当应变量为0.6时,304热加工窗口为970～1050℃、0.01～0.1 s~(-1)和1050～1100℃、0.03～1 s~(-1),并在高温低应变速率区域出现严重的流变失稳现象; 304L热加工窗口为950～1100℃、0.01～0.03 s~(-1)。对比可知304和304 L的可加工温度区间相似,但应变速率区间差异明显,合金元素含量的变化导致可加工应变速率区间向低应变速率方向移动。     

离子渗氮对304L不锈钢组织及高温耐磨性能的影响

以焚烧炉用热电偶304L不锈钢套管为研究对象,开展了不同温度的离子渗氮试验研究。采用光学显微镜、扫描电镜、显微硬度计等分析了304L不锈钢离子渗氮前后的微观结构与力学性能,并研究了其在400 ℃的耐磨损性能。结果表明,304L不锈钢离子渗氮后,可形成硬度1300 HV以上的表面硬化层。随着渗氮温度的提高,表面硬度有所提升,同时硬化层厚度显著增加。离子渗氮可提高304L不锈钢的磨损性能及耐高温氧化性能。