【摘要】：316L奧氏體不銹鋼以其優(yōu)異的耐腐蝕性、高溫強(qiáng)度、非磁性和綜合機(jī)械性能,廣泛應(yīng)用于熱交換器、食品工業(yè)、化工和鐘表等工業(yè)。316L奧氏體不銹鋼室溫下為單相奧氏體組織,硬度和耐磨性比較差,用在一些需要更高硬度更耐磨的機(jī)械零部件時(shí),難以滿足使用要求。本文利用空心陰極直流弧輔助,對(duì)316L奧氏體不銹鋼進(jìn)行低溫(400℃)低壓(0-3 Pa)離子滲氮,研究不同工藝參數(shù)對(duì)316L奧氏體不銹鋼滲層組織及性能的影響規(guī)律,開發(fā)滲速快且不降低不銹鋼耐蝕性的表面處理工藝;針對(duì)處理后的樣品,用萊卡顯微鏡、掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線衍射儀(XRD)、維氏硬度儀、3D形貌儀、球盤式摩擦磨損儀及電化學(xué)工作站等分析儀器對(duì)樣品組織、形貌、物相、機(jī)械性能及耐蝕性能進(jìn)行表征。采用顯微硬度計(jì)、微納米綜合力學(xué)系統(tǒng)測(cè)試分析處理后樣品的力學(xué)性能。實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明:1.在空心陰極輔助的條件下,可獲得高效率的滲氮效果,滲速最快可達(dá)17.37μm/h,表面顯微硬度最高達(dá)1608.79 HV_(0.05)。通過控制不同氮?dú)馀c氫氣的通入量,可實(shí)現(xiàn)對(duì)滲層厚度、組織、顯微結(jié)構(gòu)的控制。2.在氫氣存在的情況下,氮?dú)浔葟?:1到1:6,滲氮層厚度從13.68μm減小到6.84μm,表面顯微硬度從1454.54 HV_(0.05)降到了1164.10 HV_(0.05),隨著氮?dú)浔鹊慕档?滲層厚度和表面顯微硬度呈減小趨勢(shì)。在20 N載荷下,與GCr15的1 h磨損結(jié)果中,氮?dú)浔?:1表面形貌只出現(xiàn)少許磨痕和塑性變形區(qū),獲得了最好的耐磨性。3.離子滲氮(PN)處理后表面滲層主要相為γ_N;離子氮碳共滲(PNC)和氮碳共滲加離子滲氮復(fù)合(PNC+PN)處理后主要為γ_(NC)相。滲層中C、N含量越高,滲層組成相的晶格常數(shù)越大,滲層中產(chǎn)生的滑移帶密度越大。無論是(111)還是(200)晶面,按照PN,PNC,PNC+PN順序,晶面間距逐漸增大。4.316L奧氏體不銹鋼經(jīng)過低溫低壓滲層處理后,耐磨性比基體面明顯提高,表現(xiàn)為摩擦系數(shù)由基體的0.57降低為0.45-0.47,磨痕深度明顯降低。在3.5%NaCl溶液中測(cè)得的極化行為表明,無CrN析出的滲層有助于耐蝕性的提高。
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG156.82
【圖文】：

華南理工大學(xué)工程碩士學(xué)位論文稱為正常輝光放電區(qū)。常輝光放電區(qū)。BC 段后，從 C 點(diǎn)開始，隨著電流的增加，電這個(gè)階段（CD 段）被稱為異常輝光放電區(qū)。光放電區(qū)。D 點(diǎn)后，電流突然增大而陰極和陽極之間的電壓極表面出現(xiàn)強(qiáng)烈電弧，該階段被稱為電弧放電區(qū)。子滲氮過程處于異常輝光放電區(qū)（即 CD 區(qū)間）。伏安特性曲線電陰極表面會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)烈電弧，這種強(qiáng)烈的電弧會(huì)使被處理的工

NASS 試樣的顯微硬度、結(jié)構(gòu)、組成相和磁性有很大的影SS 材料達(dá)到最高飽和磁化強(qiáng)度 Ms，磁化率 χ，矯頑磁場子注入技術(shù)（PSΙΙ）是由美國威斯康辛大學(xué) ConradJ.R.教等離子體浸沒離子注入示意圖。通過避免常規(guī)離子注入固植入技術(shù)中脫離出來。在 PSII 中，要植入的目標(biāo)直接放置到高的負(fù)電位。目標(biāo)周圍形成等離子體鞘層，離子同時(shí)A.教授[23]等提出等離子體浸沒離子注入技術(shù)（PΙ3），等離被視為一個(gè)基于低壓射頻輝光放電混合注入/擴(kuò)散技術(shù)，中等大小的不銹鋼容器。López-Callejas R.[24]等人利用AISI304 進(jìn)行滲氮，470℃下經(jīng)過 5 小時(shí)處理，滲層厚度為0℃下針對(duì) AISI304 采用等離子體浸沒離子注入方法滲氮。

體相：具有高氮濃度和低晶格缺陷數(shù)量的順磁性特別是存在導(dǎo)致磁轉(zhuǎn)換的堆垛層錯(cuò)的鐵磁奧氏體{200}晶面族和表面平行于{111}晶面族的織構(gòu)具密切相關(guān)的。固溶體中的氮使晶格膨脹，并且由均勻的，并不是在{200}晶面族上優(yōu)先固溶氮。被認(rèn)為是由晶粒取向決定的。面心立方結(jié)構(gòu)金屬塑性變形導(dǎo)致{111}晶面族排列平行于表面，這面硬度相當(dāng)高而脆性卻不是很大。堡的 Georges J.[31]發(fā)明了活性屏離子滲氮技術(shù)（PN）。圖 1-3 為活性屏離子滲氮設(shè)備示意圖。在態(tài)，離子轟擊金屬屏而不是工件本身。與傳統(tǒng)離的工件，并能消除邊緣效應(yīng)、空心陰極效應(yīng)，還

【參考文獻(xiàn)】

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1 繆躍瓊;林晨;高玉新;鄭少梅;程虎;;304不銹鋼低溫離子滲氮及氮碳共滲處理[J];表面技術(shù);2015年08期

2 李楊;徐惠忠;邱劍勛;徐久軍;王亮;;AISI 316L奧氏體不銹鋼空心陰極放電離子源滲氮技術(shù)[J];中國表面工程;2014年03期

3 馬勝歌;郭元元;周yN;張以忱;;304不銹鋼低溫離子滲氮和氮碳共滲工藝[J];金屬熱處理;2011年04期

4 胡月娣;趙增爵;沈介國;;離子滲氮技術(shù)及其應(yīng)用[J];熱處理;2009年01期

5 韓立影;王亞男;苗露;劉升;;離子滲氮溫度對(duì)不銹鋼組織及性能的影響[J];金屬熱處理;2008年09期

6 劉坤吉,王錫林,劉慶華,劉斌,劉慶剛;不銹鋼零件表面離子滲氮的研究與應(yīng)用[J];金屬熱處理;2005年04期

7 趙程;AISI316奧氏體不銹鋼低溫PC、PN和PC+PN表面硬化處理[J];青島科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2004年04期

8 趙程;奧氏體不銹鋼的低溫離子氮碳共滲研究[J];中國表面工程;2003年05期

9 劉淑敏,徐慶仁;離子滲氮技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展[J];航空科學(xué)技術(shù);1995年05期

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1 李廣宇;等離子體源滲氮AISI 316奧氏體不銹鋼工藝及其性能研究[D];大連理工大學(xué);2014年

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1 朱振中;低溫離子氮化及其對(duì)雙重處理H13模具鋼性能的影響[D];華南理工大學(xué);2016年

2 吳雪敏;不銹鋼空心陰極輔助離子滲氮工藝研究[D];大連海事大學(xué);2009年

本文編號(hào)：2792051