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不锈钢高氮层的制备技术

2020-03-05 11:07:48

近年来,以F}18Cr_18Mm2M。_(0.45~0.9)N为代表的高氮奥氏体不锈钢所表现出的优异的力学性能和耐腐蚀性能越来越受到人们的重视.由于氮是气体元素,制备高氮钢需要特殊工艺及专用设备,例如增压电渣重溶、反压铸造及粉末冶金等方法.因此,高氮钢的应用受到很大的限制.实际上,就高氮不锈钢的应用而言,通过提高不锈钢的表面氮含量就可以显著提高其表面硬度及耐蚀能力.目前,表面氮合金化或渗氮已经表现出很大的优势,但是其表面氮化层通常小于500mm,不便于再加工.

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高温渗氮工艺是指在高温及含氮气氛下保温一定时间,获得较厚的渗氮层,使铁素体不锈钢或奥氏体+铁素体双相不锈钢的表面层最终转变为高氮奥氏体不锈钢组织的工艺。本文通过对双相不锈钢进行高温渗氮,研究了加热温度、保温时间、氮气压力等参数对高温渗氮工艺的影响规律,以期为高氮不锈钢的深入研究和进一步应用提供新的技术途径。

在加热温度不低于1200℃、保温时间不小于24h、氮气压力不低于0.2MPa的工艺条件下,可以在不锈钢中获得单侧厚度约在2.0mm以上的渗氮层.对于厚度在5.0眦n以下的试样,则可以做到完全贯穿渗氮,其中经1200℃/0.3MPa/h工艺路线处理的厚度为4.2mm的试样已经全奥氏体化,用亿436氧氮测定仪测得平均氮含量为1.0%.因此,采用高温渗氮工艺来提高不锈钢表面的氮含量是行之有效的.通过高温高压短时间表面渗氮,可使不锈钢表面获得高性能的高氮层,并使铁素体不锈钢或双相不锈钢通过渗氮发生奥氏体转变,获得性能梯度变化的多相复合不锈钢材料。


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