固溶渗氮对Cr18Mn21Mo2.5钢组织及性能的影响

作者：丁国刚; 隋小波; 刘可心; 陈咨伟; 黄岩; 金松哲^*

来源：表面技术, 2020, 49(09): 324-356.

DOI：10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2020.09.037

• 固溶渗氮
• 正交试验
• 耐腐蚀性能
• 耐磨损性能

目的提高Cr18Mn21Mo2.5钢的耐蚀性和耐磨性。方法使用中频感应炉炼制9种正交设计固溶渗氮用钢,通过正交试验的极差分析得出渗氮效率最高的实验用钢(Cr18Mn21Mo2.5钢),采用高纯氮气在常压下对其进行固溶渗氮处理,同时对渗层的耐蚀性和耐磨性进行测试及机理分析。利用光学显微镜和XRD研究了Cr18Mn21Mo2.5钢及其渗氮层的显微组织及相组成,采用显微硬度测试仪对固溶渗氮后Cr18Mn21Mo2.5钢的硬度分布进行表征,采用电化学工作站及高速载流试验机进行耐蚀性及耐磨性研究。结果在优化成分后炼制的Cr18Mn21Mo2.5钢具有良好的强度及韧性,对其在1200℃下固溶渗氮24h可以制备出厚度高达1.4 mm的单一奥氏体渗层。渗氮后腐蚀电位提高,腐蚀电流降低。相比于未渗氮试样,渗氮(1200℃,24 h)后试样的阻抗弧半径由2500Ω增大到8000Ω,摩擦系数由0.33降低到0.28,磨损量从15.5 mg降低到8.7 mg。渗氮后Cr18Mn21Mo2.5钢的耐蚀性及耐磨性明显提高。结论固溶渗氮后,N固溶到奥氏体晶格间隙中,固溶态的N促进钝化膜再构,同时N的固溶强化使材料表面硬度提高,渗氮层N含量的提高和渗层厚度的增加均有利于提高耐蚀性和耐磨性。

• 单位
  东北电力大学; 长春工业大学; 江阴兴澄特种钢铁有限公司