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      提升奧氏體不銹鋼,AISI316你了解多少?

      日期:2020-04-13 10:16 人氣:
            當今,系列低溫滲氮改性技術,如低溫氣體/離子滲氮、氮離子淹沒注入及等離子體基低能離子注入等,已成功地應用于改性奧氏體不銹鋼,使其耐磨抗蝕復合性能得到了提高,但在關于γN相改性層耐磨蝕方面的報道差異性較大,在均勻腐蝕性方面甚至出現了相互矛盾的結果。這表明改性后的奧氏體不銹鋼表層形成的γN相改性層的摩擦和腐蝕行為十分復雜,目前對其耐磨抗蝕機理還未完全掌握。 

            為此,研究人員采用等離子體源滲氮技術,在AISI316奧氏體不銹鋼表面制備了γN相改性層,研究了干摩擦條件下γN相改性層/Si3N4陶瓷球的摩擦磨損行為及其在3.5%NaCl溶液中的電化學腐蝕行為,并探討了其耐磨抗蝕機理。 

            試驗基材為AISI316奧氏體不銹鋼,化學成分(質量分數):0.06%C,1.86%Mn,19.23%Cr,11.26%Ni,2.26%Mo,Fe余量;尺寸為Φ20mm×60mm?;w經SiC金相砂紙打磨后,用粒度為1.5μm的金剛石拋光膏拋光,于丙酮溶液中超聲清洗15min,超聲波功率0.2kW;冷風吹干。 

            等離子體源滲氮裝置:以厚度為2mm的AISI304奧氏體不銹鋼制成Φ400mm×400mm金屬屏作陰極,其上均勻分布1000~1500個Φ16mm孔,并與直流脈沖電源負極相接;工作臺直徑為300mm,可調整為直流偏壓電位或懸浮電位。脈沖等離子體由爐體和陰極共同作用產生,作為等離子體源向工件表面提供滲氮所需的溫度和活性粒子。工藝參數:滲氮溫度為450℃,純NH3的工作氣壓為300Pa,試樣置于懸浮電位,處理6h。試驗研究結果表明: 

      (1)AISI316奧氏體不銹鋼于450℃,6h等離子體源滲氮后,獲得了單一的高氮面心結構γN相改性層,其厚度約為17μm,峰值氮濃度達20%(原子分數),最大顯微硬度為1510HV0.1N。 

      (2)干摩擦條件下,γN相改性層的磨損機制由奧氏體不銹鋼的黏著磨損轉變為氧化磨損,摩擦系數由0.88降低至0.65,磨損體積由0.13mm3降低到9.50×10-3mm3,耐磨性能的提高歸因于其表層具備了高硬度和高承載能力。 
      (3)在3.5%NaCl溶液中,γN相改性層的自腐蝕電位比奧氏體不銹鋼提高了224mV,維鈍電流密度約低一個數量級,且未發生點蝕現象;γN相改性層鈍化膜的容抗弧直徑和相位角值均增大,電荷轉移電阻Rct由原奧氏體不銹鋼的1.006×105Ω·cm2增至1.377×106Ω·cm2,,雙電層電容Cdl由88.4μF/cm2降低至77.8μF/cm2,說明γN相改性層的鈍化膜致密性增加,表現為近純電容特性。 
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