目的提高Cr18Mn21Mo2.5鋼的耐蝕性和耐磨性。方法使用中頻感應(yīng)爐煉制9種正交設(shè)計(jì)固溶滲氮用鋼,通過正交試驗(yàn)的極差分析得出滲氮效率最高的實(shí)驗(yàn)用鋼（Cr18Mn21Mo2.5鋼）,采用高純氮?dú)庠诔合聦ζ溥M(jìn)行固溶滲氮處理,同時(shí)對滲層的耐蝕性和耐磨性進(jìn)行測試及機(jī)理分析。利用光學(xué)顯微鏡和XRD研究了Cr18Mn21Mo2.5鋼及其滲氮層的顯微組織及相組成,采用顯微硬度測試儀對固溶滲氮后Cr18Mn21Mo2.5鋼的硬度分布進(jìn)行表征,采用電化學(xué)工作站及高速載流試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行耐蝕性及耐磨性研究。結(jié)果在優(yōu)化成分后煉制的Cr18Mn21Mo2.5鋼具有良好的強(qiáng)度及韌性,對其在1200℃下固溶滲氮24h可以制備出厚度高達(dá)1.4 mm的單一奧氏體滲層。滲氮后腐蝕電位提高,腐蝕電流降低。相比于未滲氮試樣,滲氮（1200℃,24 h）后試樣的阻抗弧半徑由2500Ω增大到8000Ω,摩擦系數(shù)由0.33降低到0.28,磨損量從15.5 mg降低到8.7 mg。滲氮后Cr18Mn21Mo2.5鋼的耐蝕性及耐磨性明顯提高。結(jié)論固溶滲氮后,N固溶到奧氏體晶格間隙中,固溶態(tài)的N促進(jìn)鈍化膜再構(gòu),同時(shí)N的固溶強(qiáng)化使材料表... 

【文章來源】：表面技術(shù). 2020,49(09)北大核心EICSCD

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Cr18Mn21Mo2.5鋼的顯微組織

圖1 Cr18Mn21Mo2.5鋼的顯微組織圖3為Cr18Mn21Mo2.5鋼的沖擊斷口形貌，觀察區(qū)域?yàn)楹暧^斷口的中心區(qū)域。由圖3可見，固溶處理后Cr18Mn21Mo2.5鋼斷口由大面積分布的解理平臺(tái)和部分分布在局部小解理面周圍的韌窩組成，表現(xiàn)出準(zhǔn)解理斷裂特征。結(jié)合圖1和后文圖4可知，上述狀態(tài)的Cr18Mn21Mo2.5鋼主要由鐵素體和奧氏體雙相組成。鐵素體相的斷裂斷口多表現(xiàn)為準(zhǔn)解理斷裂特征，而分布在小解理面周圍的韌窩則可能是因奧氏體相的斷裂而形成的[12]。由表4可知，Cr18Mn21Mo2.5鋼具有較高的沖擊功（56 J），這可能與其組織形態(tài)以及較高的奧氏體相有關(guān)。

根據(jù)正交試驗(yàn)結(jié)果，使用高純N2在常壓下對Cr18Mn21Mo2.5鋼進(jìn)行固溶滲氮，滲氮溫度為1100～1200℃，時(shí)間為8～24 h。圖4是固溶滲氮后Cr18Mn21Mo2.5鋼的顯微組織及X射線衍射譜圖。圖4a中Ⅰ為基體，由圖4b可知，基體由奧氏體和少量的鐵素體組成。固溶滲氮后，基體晶粒長大并不明顯，這是因?yàn)楹辖鹪氐尼斳堊饔靡种凭ЯｉL大，并且奧氏體和鐵素體之間相互作用，一方的長大必定受到另一方的制約。圖4a中Ⅱ?yàn)闈B氮層，滲氮層中沒有明顯的氮化物析出，X射線衍射譜也證明滲層組織為完全的奧氏體相（如圖4b所示）。白亮的滲層以完全奧氏體組織存在，而不存在傳統(tǒng)滲氮層中出現(xiàn)的大量顆粒狀、楔狀甚至是網(wǎng)狀的氮化物，避免了滲層因大載荷沖擊沿氮化物開裂及滲層剝落而導(dǎo)致工件失效現(xiàn)象的發(fā)生。通過金相法測得Cr18Mn21Mo2.5鋼在1200℃固溶滲氮24 h后，滲層厚度約為1.4 mm（如圖4a所示），與正交試驗(yàn)鋼種相比具有更高的滲氮效率。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]固溶溫度對Mn-N型雙相不銹鋼拉伸變形行為的影響[J]. 金淼,李文權(quán),郝碩,梅瑞雪,李娜,陳雷.  金屬學(xué)報(bào). 2019(04)
[2]離子滲氮和固溶復(fù)合處理制備深層含氮奧氏體不銹鋼[J]. 盧世靜,孫斐,繆小吉,胡靜.  表面技術(shù). 2018(10)
[3]304不銹鋼雙活性屏離子滲氮[J]. 繆躍瓊,高玉新,鄭少梅.  表面技術(shù). 2016(04)



本文編號(hào)：3525106