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摘要
目的 研究稀土对液相等离子体电解渗碳层组织结构和性能的影响。方法 将稀土LaCl3·7H2O和CeCl3·7H2O添加到电解液中，在17-4PH不锈钢表面制备有无稀土添加的液相等离子体电解渗碳层。通过扫描电子显微镜、金相显微镜、X射线衍射仪分析渗层的表面形貌、截面组织和相结构，利用维氏硬度计、洛氏硬度计和摩擦磨损试验机评价渗层的硬度、塑韧性和耐磨性。结果 渗碳层主要由碳化物、“膨胀”α相和少量铁氧化物组成，稀土LaCl3·7H2O和CeCl3·7H2O均可以促进等离子体电解渗碳层表面碳化物的生成，且稀土CeCl3·7H2O可以有效抑制渗层表面铁氧化物的生成。添加稀土LaCl3·7H2O和CeCl3·7H2O后，渗层表面多孔化合物层厚度由20μm分别减小至15μm和8μm，致密层+扩散层的厚度从20μm分别增加至46μm和45μm。添加稀土LaCl3·7H2O和CeCl3·7H2O后，渗层的有效硬化层厚度可达70μm，是不加稀土时的3倍以上，截面硬度呈梯度分布。添加稀土LaCl3·7H2O和CeCl3·7H2O后，渗层表面洛氏压痕附近的径向裂纹出现了明显的偏转。添加稀土LaCl3·7H2O可使摩擦前期摩擦因数显著降低至0.14，磨痕宽度减至534μm，主要发生氧化磨损、化合物层剥落和磨粒磨损，而添加稀土CeCl3·7H2O可使摩擦因数一直维持在0.21左右，磨痕宽度显著减少至226μm，主要发生轻微的磨粒磨损。结论 稀土LaCl3·7H2O和CeCl3·7H2O均可以改善渗层表面质量，提高等离子体电解渗碳层的耐磨性，且稀土CeCl3·7H2O的效果更显著。
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