稀土元素Ce对AISI 410钢膏剂渗硼层组织与性能的影响

钢的表面强化技术在各个工业领域的应用都具有重要的实际意义。渗硼技术是最经济的选择之一，然而，该技术存在的主要问题是难以获得厚且致密的渗硼层。为解决这一问题，在AISI 410不锈钢表面进行了添加6 mass%的CeO₂的膏剂渗硼处理。采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射、摩擦磨损实验和电化学工作站等研究了渗硼层的组织、物相和耐蚀耐磨性能。结果表明：渗硼层的显微组织由外到内分别是FeB和Fe₂B。在渗硼剂中添加CeO₂可以使AISI 410不锈钢基体表面产生更厚、更致密的渗硼层，从而提高其耐磨性和耐蚀性。稀土元素铈的催化机理可以归结为两个方面。首先，添加CeO₂可以参与渗硼过程中的化学反应，从而产生更活跃的硼原子。二是由于Ce原子尺寸大，扩散到钢表面会产生严重的晶格畸变，从而促进了硼原子的扩散。