AISI304奥氏体不锈钢离子碳氮共渗试验内中与后果(1)
奥氏体不锈钢在高温下(<450℃)离子渗氮能够失去不含铬氮化物的氮扩充奥氏体相γN,该相不仅存在高硬度,好的耐磨性,还存在比原奥氏体不锈钢更好的耐侵蚀性能[1~2]。然而奥氏体不锈钢离子渗氮也存在有余,渗氮层硬度梯度大,高脆性和渗层薄招致绝对低的接受载荷威力。奥氏体不锈钢高温(<550℃)渗碳同样能够失掉不含铬碳化物的碳扩充奥氏体相γC,固然该相的硬度没有γN大,然而渗碳层薄厚更大些,同声渗层中硬度逐步升高和散布无利于接受更高的载荷且存在更高的韧度。旋片式真空泵
那末对奥氏体不锈钢采纳离子碳氮共渗,能够同声失掉存在离子渗氮的高硬度渗层,又存在离子渗碳的高薄厚渗层,改善了渗层的硬度梯度。
白文采纳N2,H2和大批C2H2的混合气体继续离子碳氮共渗,经过调节C2H2的含量对AISI304奥氏体不锈钢继续名义软化解决,失掉一系列存在相反力学性能、渗层深浅和宏观组织构造的渗层。白文中正当掌握C2H2含量的工艺对轻工业生产存在定然指点意思。试验试验内中
AISI304奥氏体不锈钢离子碳氮共渗试验在自行革新的离子渗氮炉中继续,工艺参数见表1,本底真空度10Pa。
试验用资料为AISI304奥氏体不锈钢,试验前试样名义抛光并荡涤腌臜,将离子渗氮时试样平放在真空室内负极盘上,为了匡正确测量并掌握解决热度,将一支柔性热电偶的端部绝缘并与一个尝试名义接触。在整个解决内中中,被解决试样的热度掌握在420±3℃。
表1相反C2H2含量离子碳氮共渗工艺参数测试步骤
采纳德国Leica公司DMLM型金相显微镜观测试样截面金相。率先将镶嵌好的试样镜面抛光,而后继续侵蚀。金相试样的侵蚀液为50%HCl+25%HNO3+25%H2O、侵蚀工夫为40s。用荷兰Panalytical公司X’Pertpro型X射线衍射仪综合渗层相组成;测试参数为:掠射角3°、扫描规模为30°～60°、阳极资料为Cu靶、电压40kV、直流电密度40mA、石墨单晶器。采纳法国HORIBAJobinYvon公司GDPROFILER型辉光尖端放电光谱仪(GDS)对渗层内相反深浅的C、N含量的变迁法则继续定量综合。硬度测试在上海泰明光学仪器公司的HX-1000型显微硬度计继续。载荷选用50g,力，维持工夫15s。试验后果综合渗层外部结晶体组织构造
如图1所示为相反C2H2含量下AISI304奥氏体不锈钢高温离子碳氮共渗XRD图谱。随着乙炔含量的增多,图1(a)～图1(c)γC(111)峰的强度绝对于γN(111)和γN(200)峰的强度显然增大。
图1相反C2H2含量的AISI304奥氏体不锈钢离子碳氮共渗XRD图谱
当乙炔含量为1%时,图谱中没有发现碳或氮的复合物,只有碳和氮的单相体,即γC和γN。这与截面金相图2(a)中1#试样只有白亮层对应。且γC和γN两层有显然的分界,凑近名义的下层为γN,上层为γC,两者构成的机理相似,N溶化于基体奥氏体相构成N过饱和的固溶体,即氮扩充奥氏体相γN,同理C溶化于基体奥氏体相构成C过饱和的固溶体,即碳扩充奥氏体相γC。
有简报称γC和γN与基体奥氏体相比拟晶格常数增多3%-10%;当乙炔含量为3%时,XRD探测到了幽微的ε-Fe2N;当乙炔含量增多为5%时,渗层中除非有大批的ε相外,还涌现了大批的CrN。这与截面金相图2(c)中γN层中黑点对应,γN是一种亚稳态,在定然条件下,γN产生合成,由面心立方构造(fcc)复原到原来奥氏体不锈钢的面心四方结晶体构造(fct),同声析出彩色的铬的氮化物。基体中铬的析出会减弱试样的耐侵蚀性能。CrN的构成可能是因为适量的乙炔加强了N的过饱和进度。渗层中只有CrN,而无CrC析出,注明氮比碳更轻易与铬联合。
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