F51双相不锈钢离子渗氮层的组织与性能

作者：毛圣玫; 许晓磊^*; 于志伟

来源：表面技术, 2020, 49(02): 185-191.

DOI：10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2020.02.023

• 离子渗氮
• F51双相不锈钢
• 渗氮层
• 显微组织
• 硬度
• 耐磨性

目的提高F51双相不锈钢的硬度以及耐磨性能。方法将F51双相不锈钢进行低温(450℃)和高温(550℃)离子渗氮处理,利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)观察F51双相不锈钢渗氮层的微观组织,利用X射线衍射(XRD)方法对渗氮层沿深度方向相组成的变化进行分析,采用显微硬度计、摩擦磨损实验机分别对渗氮层的显微硬度及耐磨性能进行测试,采用激光扫描共聚焦显微镜(LSCM)对磨痕形貌进行观察。结果F51双相不锈钢低温渗氮层主要由?N相组成,由表及里为?N??N+?N(少量);高温渗氮层主要由Cr N+?N相组成,由表及里为CrN+?N??N+?N。高温渗氮层厚度约为低温渗氮层厚度的3倍。低温渗氮样品的平均表面硬度约为基体表面硬度的3.5倍;高温渗氮样品的平均表面硬度约为基体硬度的4倍。基体的摩擦系数约为0.71,低温和高温渗氮处理后样品的摩擦系数大大降低,分别为0.24和0.17。渗氮样品磨痕的宽度和深度较基体显著降低。结论F51双相不锈钢低温渗氮层主要由?N相组成,高温渗氮层主要由CrN+?N相组成,两种温度渗氮后的样品硬度和耐磨性均得到显著提高。

• 单位
  大连海事大学