金属热处理

作者：曹驰, 张琢, 陈志林, 宋相宇

单位：1.兰州理工大学 材料科学与工程学院, 甘肃 兰州 730050;；2.兰州理工大学 温州泵阀工程研究院, 浙江 温州 325105;；3.浙江振兴石化机械有限公司, 浙江 温州 325200

关键词：辉光离子渗氮,奥氏体铸铁,渗氮层,耐磨性,耐蚀性,组织

基金：甘肃省科技计划(20YF8GA058);温州市工业科技项目(ZG20211003)

采用辉光离子渗氮处理在不同温度下(380、540 ℃)在Ni15Cu6Cr2奥氏体灰铸铁表面制备渗氮层。利用蔡司光学显微镜、扫描电镜、电子探针、X射线衍射仪分析渗氮层的截面组织、元素分布和物相组成;通过磨痕形貌和三维轮廓分析渗氮层的摩擦学性能;采用电化学试验考察渗氮前后奥氏体灰铸铁的耐蚀性。结果表明,经380 ℃×10 h渗氮处理后,在奥氏体灰铸铁表面获得了厚2 μm左右,由ε相和少量γ′相组成的化合物层,表面硬度为330 HV0.05左右。当渗氮温度升高到540 ℃时,表面硬度提高到900 HV0.05左右,化合物层厚度达到10 μm左右,ε相逐渐转变为γ′相,整个渗氮层厚度约为45 μm。奥氏体灰铸铁基体的磨损机制为磨粒磨损,经渗氮后逐渐转变为黏着磨损,磨痕宽度逐步变窄,磨痕深度逐渐变浅,耐磨性能得到显著提升。经540 ℃渗氮后,耐蚀性显著提升,相较于基体自腐蚀电位由-0.337 V增大到-0.217 V,自腐蚀电流密度由1.51×10-6 A/cm2减小到3.07×10-7 A/cm2。

来源：2024年第10期

《金属热处理》期刊编辑部

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