AISI304奧氏體不銹鋼離子碳氮共滲試驗內中與后果(1)
奧氏體不銹鋼在高溫下(<450℃)離子滲氮能夠失去不含鉻氮化物的氮擴充奧氏體相γN,該相不僅存在高硬度,好的耐磨性,還存在比原奧氏體不銹鋼更好的耐侵蝕性能[1~2]。然而奧氏體不銹鋼離子滲氮也存在有余,滲氮層硬度梯度大,高脆性和滲層薄招致絕對低的接受載荷威力。奧氏體不銹鋼高溫(<550℃)滲碳同樣能夠失掉不含鉻碳化物的碳擴充奧氏體相γC,固然該相的硬度沒有γN大,然而滲碳層薄厚更大些,同聲滲層中硬度逐步升高和散布無利于接受更高的載荷且存在更高的韌度。旋片式真空泵
那末對奧氏體不銹鋼采納離子碳氮共滲,能夠同聲失掉存在離子滲氮的高硬度滲層,又存在離子滲碳的高薄厚滲層,改善了滲層的硬度梯度。
白文采納N2,H2和大批C2H2的混合氣體繼續離子碳氮共滲,經過調節C2H2的含量對AISI304奧氏體不銹鋼繼續名義軟化解決,失掉一系列存在相反力學性能、滲層深淺和宏觀組織構造的滲層。白文中正當掌握C2H2含量的工藝對輕工業生產存在定然指點意思。試驗試驗內中
AISI304奧氏體不銹鋼離子碳氮共滲試驗在自行革新的離子滲氮爐中繼續,工藝參數見表1,本底真空度10Pa。
試驗用資料為AISI304奧氏體不銹鋼,試驗前試樣名義拋光并蕩滌腌臜,將離子滲氮時試樣平放在真空室內負極盤上,為了匡正確測量并掌握解決熱度,將一支柔性熱電偶的端部絕緣并與一個嘗試名義接觸。在整個解決內中中,被解決試樣的熱度掌握在420±3℃。
表1相反C2H2含量離子碳氮共滲工藝參數測試步驟
采納德國Leica公司DMLM型金相顯微鏡觀測試樣截面金相。率先將鑲嵌好的試樣鏡面拋光,而后繼續侵蝕。金相試樣的侵蝕液為50%HCl+25%HNO3+25%H2O、侵蝕工夫為40s。用荷蘭Panalytical公司X’Pertpro型X射線衍射儀綜合滲層相組成;測試參數為:掠射角3°、掃描規模為30°～60°、陽極資料為Cu靶、電壓40kV、直流電密度40mA、石墨單晶器。采納法國HORIBAJobinYvon公司GDPROFILER型輝光尖端放電光譜儀(GDS)對滲層內相反深淺的C、N含量的變遷法則繼續定量綜合。硬度測試在上海泰明光學儀器公司的HX-1000型顯微硬度計繼續。載荷選用50g,力，維持工夫15s。試驗后果綜合滲層外部結晶體組織構造
如圖1所示為相反C2H2含量下AISI304奧氏體不銹鋼高溫離子碳氮共滲XRD圖譜。隨著乙炔含量的增多,圖1(a)～圖1(c)γC(111)峰的強度絕對于γN(111)和γN(200)峰的強度顯然增大。
圖1相反C2H2含量的AISI304奧氏體不銹鋼離子碳氮共滲XRD圖譜
當乙炔含量為1%時,圖譜中沒有發現碳或氮的復合物,只有碳和氮的單相體,即γC和γN。這與截面金相圖2(a)中1#試樣只有白亮層對應。且γC和γN兩層有顯然的分界,湊近名義的下層為γN,上層為γC,兩者構成的機理相似,N溶化于基體奧氏體相構成N過飽和的固溶體,即氮擴充奧氏體相γN,同理C溶化于基體奧氏體相構成C過飽和的固溶體,即碳擴充奧氏體相γC。
有簡報稱γC和γN與基體奧氏體相比擬晶格常數增多3%-10%;當乙炔含量為3%時,XRD探測到了幽微的ε-Fe2N;當乙炔含量增多為5%時,滲層中除非有大批的ε相外,還涌現了大批的CrN。這與截面金相圖2(c)中γN層中黑點對應,γN是一種亞穩態,在定然條件下,γN產生合成,由面心立方構造(fcc)復原到原來奧氏體不銹鋼的面心四方結晶體構造(fct),同聲析出彩色的鉻的氮化物。基體中鉻的析出會減弱試樣的耐侵蝕性能。CrN的構成可能是因為適量的乙炔加強了N的過飽和進度。滲層中只有CrN,而無CrC析出,注明氮比碳更輕易與鉻聯合。
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