马氏体不锈钢低温离子硬化处理的研究

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1、马氏体不锈钢低温离子硬化处理的研究学位论文完成日期：指导教师签字：答辩委员会成员签字：》

2、9．每、tf。青岛科技人学研究生学位论文马氏体不锈钢低温离子硬化处理的研究摘要相比于奥氏体不锈钢，马氏体不锈钢凭借其较高的强度、表面硬度、耐磨性及耐蚀性，广泛应用于多个领域。但是在某些极端的使用环境下，马氏体不锈钢的硬度和耐磨性仍不能满足要求。本文以AISI420马氏体不锈钢为例，在不降低其耐蚀性能的前提一卜，对其进行低温离子硬化处理，以提高它的表面硬度和耐磨性，扩大它的适用范围。本文通过对AISI420马氏体不锈钢进行低温离子渗氮、低温离子氮碳共渗及低温离子渗碳处理，将处理后的试样

3、进行对比分析。试验结果表明，对AISI420马氏体不锈钢进行低温离子渗氮、氮碳共渗及渗碳处理均可有效地提高其表面硬度，使不锈钢表面获得一定厚度的硬化层；在相同的处理温度下，低温离子渗氮处理试样的硬度最高：在同类的处理工艺下，处理温度越高，渗层越厚。磨损试验结果表明，经不同工艺处理后的试样，低温离子渗碳试样的耐磨性最优。从硬化层的性能和处理难度角度看，低温离子渗碳要优于低温离子渗氮和氮碳共渗。本文进一步研究了低温离子渗碳的温度、气体比例、炉内压强及渗碳时间对硬化层的影响。实验结果表明，在一定的温度范围内，提高渗碳温度可提高马氏体不锈钢硬化层的硬度和厚度；但当渗碳温度超过50

4、0。C时，渗碳层中析出大量Cr的碳化物，导致不锈钢表面的耐蚀性能降低。随着马氏体不锈钢低温离子渗碳时间延长，硬化层的硬度和厚度增加，但当离子渗碳超过6h，渗层的硬度和厚度增长变缓。气体比例及炉内压强与离子渗碳处理的结果不成简单的正比关系，而是在某处出现极值。根据单一变量法的结果得出了适合AISI420马氏体不锈钢低温离子渗碳的最佳工艺参数。关键词：马氏体不锈钢；低温离子硬化处理；温度；气体比例；硬化层；耐磨性能；耐蚀性能马氏体不锈钢低温离子硬化处理的研究LOWTEMPERATUREPLASMAHARDENINGTREATMENToFMARTENSITICSTAINLESS

5、STEELABSTRACTBecauseofitshigherstrength，highersurfacehardness，higherwearresistanceandbettercorrosionresistance，martensitestainlesssteelismorewidelyusedinmanyfieldsthanausteniticstainlesssteel．Butthesteelstrength，abrasionresistanceandcon-osionresistanceofmartensitestainlesssteelstillcannot

6、meettherequirementsintheuseofextremeenvironments．WeusedAISI420masteniticstainlesssteelasanexampletohavesomelowtemperatureplasmahardeningtreatmentswithoutreducingitscorrosionresistanceinthisarticle．Thistreatmentcouldimproveitssurfacehardnessandtoexpanditsscopeofapplication．Throughthestudyo

7、fthelowtemperatureplasmanitriding，lowtemperatureplasmanitrocarburizingandlowtemperatureplasmacarburizingtreatmenttoAISI420martensiticstainlesssteel，thesampleswhichaftertreatedwereanalyzed．Theexperimentalresultsshowedthatlowtemperatureplasmanitriding，lowtemperatureplasmanitrocarburizingand

8、lowtemperatureplasmacarburizingtreatmentcouldimprovethesurfacehardnessofAISI420martensiticstainlesssteel．Theseprocessescouldma：kethestainlesssteelsurfacetoobtainacertainthicknessofhardeninglayer．Lowtemperatureplasmanitridingprocessingsamplehasthehighesthardnessunder