奧氏體不銹鋼形變-滲氮復(fù)合處理工藝及滲氮層結(jié)構(gòu)與性能研究.pdf

1、奧氏體不銹鋼具有良好的成形性能、焊接性和耐蝕性，廣泛應(yīng)用于化工、醫(yī)藥、食品及航空等行業(yè)，約占每年世界不銹鋼總產(chǎn)量的2/3。但由于奧氏體不銹鋼硬度相當(dāng)?shù)?Hv＜250)、耐磨性極差，大多數(shù)奧氏體不銹鋼零部件即使在低載荷作用下也會(huì)由于嚴(yán)重磨損而過早失效。又因奧氏體不銹鋼不能像一般鋼鐵材料通過相變熱處理進(jìn)行強(qiáng)化，因此，近年來許多學(xué)者致力于奧氏體不銹鋼材料的表面強(qiáng)化研究，而如何提高奧氏體不銹鋼的硬度和耐磨性且不損傷其耐腐蝕性一直是奧氏體不銹鋼表

2、面強(qiáng)化的研究重點(diǎn)。目前的研究現(xiàn)狀是:對(duì)奧氏體不銹鋼進(jìn)行單一的形變強(qiáng)化處理無法獲得滿意的強(qiáng)化效果且耐腐蝕性能不穩(wěn)定;常規(guī)等離子滲氮處理效率低下，滲層過薄;而近年出現(xiàn)的形變與滲氮結(jié)合的復(fù)合處理由于所采用的機(jī)械研磨和等通道角擠壓等形變技術(shù)的條件所限，目前還無法用于處理工業(yè)生產(chǎn)中形狀復(fù)雜的零部件。
　　本文探求具有實(shí)際工程應(yīng)用價(jià)值的奧氏體不銹鋼強(qiáng)化方法，研究內(nèi)容一是將工業(yè)上常規(guī)噴丸技術(shù)與等離子滲氮技術(shù)相結(jié)合，通過物理（晶粒細(xì)化和相變）和化

3、學(xué)（元素滲擴(kuò)改變化學(xué)成分）復(fù)合作用，提高滲氮效率且保持或提高原奧氏體不銹鋼的耐腐蝕能力;研究內(nèi)容二是采用高溫短時(shí)離子滲氮法，使離子滲氮效率得到提高，同時(shí)獲得具有良好機(jī)械性能和耐蝕性能的滲氮層，并研究探討奧氏體不銹鋼的滲氮熱力學(xué)和氮化物析出動(dòng)力學(xué)。
　　獲得的主要結(jié)論包括:
　　1.采用普通工業(yè)噴丸與等離子滲氮相結(jié)合的復(fù)合處理工藝，有效降低了奧氏體不銹鋼等離子滲氮時(shí)的擴(kuò)散激活能，在相同滲氮條件下獲得的滲層厚度約為常規(guī)離子滲氮層

4、厚度的2倍。當(dāng)滲氮溫度低于500℃時(shí)，復(fù)合處理工藝在奧氏體不銹鋼表面獲得的滲氮層主要相組成為S相，且具有良好的耐腐蝕和耐磨損性能。通過改變滲氮時(shí)間、溫度等參數(shù)，研究了復(fù)合滲氮工藝的微觀滲氮機(jī)理和滲氮?jiǎng)恿W(xué)過程，為實(shí)現(xiàn)奧氏體不銹鋼形變/滲氮復(fù)合處理工藝的工業(yè)化應(yīng)用提供了研究基礎(chǔ)。
　　2.工業(yè)噴丸處理導(dǎo)致304奧氏體不銹鋼中產(chǎn)生了應(yīng)變誘導(dǎo)馬氏體，研究發(fā)現(xiàn)馬氏體易于在單向剪切帶位置、多向剪切帶交割位置以及剪切帶與晶界交界位置形核。等離