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1、奥氏体不锈钢表面强化技术研究及进展第32卷第2期2011年4月热处理技术与装备RECHULIJISHUYUZHUANGBEIV01.32.No.2Apr,2011奥氏体不锈钢表面强化技术研究及进展邢海生,林峰,潘邻(武汉材料保护研究所,湖北武汉430030)?综述?摘要:本文介绍了奥氏体不锈钢常用的一些强化技术和近几年出现的新的技术动向,对这些技术进行了对比,并提出对奥氏体不锈钢耐蚀强化技术前进的展望.关键词:奥氏体不锈钢;低温;耐蚀;强化中图分类号:TG156.82文献标识码:B文章编号:1673—4971(2011)02～0001—06ResearchandDev
2、elopmentofSurfaceHardeningTechnologyforAusteniticStainlessSteelXINGHai—sheng,LINFeng,PANLing(WuhanResearchInstituteofMaterialProtection,HubeiWuhan430030,China)Abstract:Thisarticledescribessometraditionalandlatesthardeningtechnologiesusedforausteniticstainlesssteel,whichwerecompared,thus
3、proposesoutlookoftechnologiesforenhancingcorrosionresist—aneeofausteniticstainlesssteelinfuture.Keywords:austeniticstainlesssteel;lowtemperature;corrosionresistance;hardening0前言奥氏体不锈钢是常温下具有奥氏体组织的不锈钢,含Cr约18%,Ni8%一10%,C约0.1%时,具有稳定的奥氏体组织.奥氏体铬镍不锈钢包括着名的18Cr.8Ni钢和在此基础上增加Cr,Ni含量并加入Mo,Cu,Si,Nb,
4、Ti等元素发展起来的高C卜Ni系列钢.奥氏体不锈钢具有高韧性和塑性,但强度较低,如加人s,Ca,se,Te等元素,则具有良好的易切削性.奥氏体不锈钢是不锈钢中最重要的类型,该类不锈钢有极好的抗腐蚀性,无磁性和生物相容性.同时组织及性能对温度变化反应小,其生产量和使用量约占不锈钢总产量及用量的7O%.在化工,海洋,石油化工,仪表制造,食品生物,医学等行业中得到广泛使用.尽管奥氏体不锈钢应用广泛,仍然具有一些需要攻克的难题.它的耐蚀性要求含碳量很低(含碳量一般低于0.03%),才可显着提高耐晶问腐蚀性能;其性能由独特的组织决定,无法通过相变来强化其表面性能.这些奥氏体不锈
5、钢自身的特性导致实际应用时硬度偏低(200—250HV),表面极软,难以承受摩擦损伤,抗磨损性能较差,制约了在特殊工况下经受剧烈摩擦环境的应用.如何提高奥氏体不锈钢表面抗磨损性能的同时能够保留其优良的耐腐蚀属性,达到节约资源,扩展应用领域,同时创造巨大经济效益的目的,一直是广大研究不锈钢表面强化技术工作者所面临的挑战.本文归纳介绍了一些常用不锈钢的传统强化工艺及近年来强化技术的发展.收稿日期:2010一l1—17作者简介:邢海生(1985一),男,硕士,主要从事奥氏体不锈钢低温化学热处理研究联系电话:13657219501;E—mail:xhxh1984@163.co
6、m基金项目:国家自然科学基金资助项目(56975210).?2?热处理技术与装备第32卷1奥氏体不锈钢传统强化技术为了提高奥氏体不锈钢的硬度,通常的做法是加工硬化或者表面进行化学热处理.前者通过牺牲奥氏体不锈钢整体的韧性和塑性来提高自身硬度,而且提高的程度很有限;后者主要是通过渗氮,渗碳或者氮碳共渗等化学热处理方法对表面进行强化,保留心部硬度不变,能够极大地提高表面硬度(渗氮后表面硬度达到1000HV,渗碳表面硬度800HV左右),抗磨损性能也得到极大提升,但是随着cr的碳,氮化合物的析出,其表面耐蚀性能明显降低.1.1加工硬化70o6oo50o4003002o0l0
7、0奥氏体不锈钢在加热和冷却过程中无相变,因而无法通过普通热处理来强化,最原始的强化方式之一就是通过拉拔冲压的方式对材料进行冷变形加工,既可以达到产品定型也可以增加硬度.对固溶处理后的304不锈钢低温拉伸形变(一70℃)试样进行金相分析和透射电镜观察,发现在不锈钢晶粒中出现形变诱发的马氏体,磁性检测显示奥氏体不锈钢磁性出现变化¨J.同时发现位错的增殖也相当显着,未形变时位错线很少,形变量到6%时位错大量出现并缠结.形变量越大,位错的密度越高,塞积缠结越严重.l400l2oolOoo80o60o4oo20o图1Crl8Ni9Ti不同形变下的的应力.应变曲
