双层辉光离子渗镍基合金inconel 625

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1、双层辉光离子渗镍基合金Inconel625张旭　杨忠民　董建新　谢锡善　徐重　高原摘　要　采用双层辉光离子渗金属技术在20钢、工业纯铁、18-8不锈钢3种材料表面进行表面合金化。结果表明：可以在3种材料表面获得成分类似于镍基合金Inconel625及与Inconel625不同的表面合金渗层。并对渗层成分控制、组织结构和耐蚀性进行研究。　　　　关键词　双层辉光　镍基合金　离子渗金属DoubleGlowPlasmaSurfaceAlloyingusingNickelBaseAlloyInconel625ZhangXu,YangZ

2、hongmin,DongJianxinandXieXishan(UniversityofScienceandTechnology,Beijing100083)XuZhongandGaoYuan(TaiyuanUniversityofTechnology)Abstract　ThedoubleglowplasmasurfacealloyingusingnickelbasealloyInconel625onthe0.20%Csteel,commercialpureironand18-8stainlesssteelhasbeenca

3、rriedout.TheresultsshowthatcompositionsofsurfacealloyinglayerwhichwassimilarordifferenttothealloyInconel625wereobtained.Andthecompositioncontrol,themicrostructureandthecorrosionresistanceofthealloyinglayerhavebeenstudied.　　　　MaterialIndex　Doubleglow,NickelBaseAlloy

4、,PlasmaSurfaceAlloying　　双层辉光离子渗金属(双辉渗金属)技术［1，2］是一项表面冶金技术，它可以在普通材料表面形成具有特殊物理、化学性质的表面合金层。表面层的合金元素含量可达90%以上，合金层的厚度可达几百微米以上。双辉渗金属技术的出现，使镍基合金的表面冶金成为可能。　　多年来，对Ni、Cr、W、Mo等合金元素的单元渗［3］和Ni-Cr、W-Mo、Ni-Cr-Mo等多元共渗［4，5］进行了研究。双层辉光离子渗金属技术在抗腐蚀和抗氧化方面的应用也取得一定的进展，双辉铬镍共渗成功地应用于化工机械等部件，A

5、3钢板铬镍共渗可以得到高合金含量的Ni-Cr合金渗层［4］。　　Inconel625合金是以Nb、Mo为主要强化元素的固溶体强化型镍基合金，具有良好的机械性能、耐蚀性、可焊性和加工性能。　　Inconel625作为合金元素的供给源，利用双层辉光渗金属技术在纯铁、低碳钢及不锈钢18-8的表面形成Inconel625镍基合金层，用来代替整体镍基合金工件以节约大量贵重金属，降低成本，应用于工业领域将会有较好的经济效益。1　试验方法　　渗金属试验在双层辉光离子渗金属炉中进行(图1)。源极材料为Inconel625合金板，合金成分见表

6、1。其尺寸为150mm×50mm×4mm。工件材料为20钢、工业纯铁、18-8不锈钢。渗金属试验工艺参数范围为：气压30Pa,温度850～1100℃，源极电压730～1400V，阴极电压280～600V，极间距15～20mm。　　渗金属后试样在扫描电镜下进行能谱分析，测定渗层中合金元素含量。　　试样在HCl+H2O2+H2O腐蚀剂中进行化学侵蚀后，在扫描电镜下观察金相组织。表1　Inconel625合金成分/%Table1　CompositionofalloyInconel625/%NiCrFeMoNbCMnAlTiSiCo

7、＞5820.0～23.0＜5.08.0～10.03.15～4.15＜0.01＜0.5＜0.4＜0.4＜0.015＜1.0图1　双层辉光离子渗金属试验装置示意图Fig.1　Sketchofdevicefordoubleglowplasmasurfacealloying　　试样在X-射线衍射仪下进行相结构分析。　　采用M351电化学测试系统测定渗层的极化曲线。腐蚀介质3.5%NaCl溶液，参比电极为饱和甘汞电极，扫描速度：20mV/min。2　试验结果及分析2.1　Inconel625表面合金层的形成　　在不同的工艺参数下即可得

8、到符合Inconel625合金成分的渗层，也可以得到与Inconel625成分不同的渗层(见表2～表4)。渗层中合金元素呈梯度分布，表面合金元素浓度梯度较小，而且有一定厚度，这有利于保证渗层表面性能；随深度增加，浓度梯度增加，并逐步过度到基材成分，这有利于表面合金层与基材的结合。2.2　工