钛催渗低温离子渗氮对304不锈钢组织性能的影响

作者：李润涛; 孙斐; 汪丹丹; 魏坤霞; 杨卫民; 胡静^*

来源：表面技术, 2023, 52(10): 422-429.

DOI：10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2023.10.038

• 钛催渗
• 离子渗氮
• 304奥氏体不锈钢
• 耐蚀性
• 硬度
• 耐磨性

目的 在保障304奥氏体不锈钢良好耐蚀性前提下，研发显著改善表层硬度及耐磨性的低温高效离子渗氮技术。方法 低温离子渗氮时，在试样周围均匀放置微量海绵钛，研发304奥氏体不锈钢创新钛催渗低温离子渗氮技术。采用光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱分析仪、X射线粉末衍射仪、显微维氏硬度计、摩擦磨损测试仪，以及电化学工作站等设备分别对试样截面显微组织、物相及成分、截面显微硬度、渗层耐磨性能、耐蚀性能等渗层组织性能进行测试与分析。结果 304奥氏体不锈钢在420℃/4h钛催渗离子渗氮处理后，不仅保持了良好耐蚀性，且渗层耐蚀性比常规低温离子渗氮略有提升，同时，表面硬度与耐磨性大幅提高，表面硬度由常规离子渗氮的978HV0.025提升至1350HV0.025。磨损率由20.9μg/(N·m)降低至7.4μg/(N·m)，下降了约2/3。特别有价值的是，钛催渗低温离子渗氮效率比传统离子渗氮显著提升，渗氮层厚度由常规离子渗氮的11.37μm增厚到48.32μm，即渗氮效率提高到常规离子渗氮的4倍以上。结论 本研究研发的钛催渗低温离子渗氮技术在保障304奥氏体不锈钢优良耐蚀性的同时，能够大幅度提升不锈钢表面硬度及耐磨性能，且具有显著的催渗效果。

• 单位
  常州大学; 常州大学怀德学院