304不锈钢固溶渗氮工艺研究

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1、维普资讯http://www.cqvip.com304奥氏体不锈钢固溶渗氮的研究王延来，刘世程，刘德义，陈汝淑，戴雅康(大连交通大学材料科学与工程学院，辽宁大连116028)摘要：在氮气中对304奥氏体不锈钢进行固溶渗氮，用电子探针测定了渗氮层的氮浓度分布，用扫描电子显微镜观察了渗氮层的金相组织。结果表明，固溶渗氮可以使304奥氏体不锈钢获得高氮奥氏体层；表面氮浓度随渗氮温度的升高和氮气压力的增大而增加，渗氮层深度随渗氮温度的升高和保温时间的延长而增加；渗氮后空冷和水冷时氮为固溶状态，炉冷时会析出氮化物。关键词：304奥氏体不锈钢；固溶渗氮；氮浓度分布中图分类号：TG142．71；TG156．

2、9文献标识码：A文章编号：0254-6051(2005)05-0008-04SolidSolutionNitridingof304AusteniticStainlessSteelWANGYan-lai，LIUShi-cheng，LIUDe-yi，CHENRu-shu，DAIYa-kang(CollegeofMaterialsScienceandEngineering，DalianJiaotongUniversity，DalianLiaoning116028，China)Abstract：Solidsolutionnitridingof304austeniticstainlesssteelint

3、henitrogenatmospherewasinvestigated．Thedistil-butionofnitrogenconcentrationandthemicrostructureofthenitridedlayerweremeasuredandobservedbyEPMAandSEMrespectively．Theresultsshowthatahighnitrogencontentausteniticlayercanbeobtainedonthesurfaceof304stainlesssteelbysolidsolutionnitriding；thesurfacenitroge

4、nconcentrationincreaseswiththeincreaseofnitridingtern-peratureandnitrogengaspressure；thenitridedlayerdepthincreaseswiththeincreaseofnitridingtemperatureandhold-ingtime；nitrogensolubilizesinthestateofsolidsolutioninthe304stainlesssteelafternitridingandcoolinginairorwa-ter，whilenitrideprecipiatesinthe

5、caseoffurnacecooling．Keywords：304austeniticstainlesssteel；solidsolutionnitriding；distributionofnitrogenconcentration由于奥氏体不锈钢的强度、韧性、耐蚀性及经济性蚀性。但对于应用广泛的304奥氏体不锈钢的固溶渗等综合优点，使其在石油、化工、食品及医药等行业得氮，除了文献[5]报道的Q235钢与奥氏体不锈钢复合到广泛的应用。但由于它的硬度较低、耐磨性较差，而板在一定压力下的氮气中退火外，还未见其它报道。使其工作寿命大大降低。采用传统渗氮工艺可以使奥本文对304奥氏体不锈钢的固溶渗氮进

6、行了试验研氏体不锈钢表面形成富氮的化合物层，表面硬度提高究，分析了渗氮温度、保温时间、氮气压力对渗层氮浓到IO00HV以上，但负面结果是导致了CrN相的析出，度分布的影响以及冷却方式对渗层组织的影响。从而造成了材料抗蚀性的下降¨。而在奥氏体不锈1试验材料及方法钢中固溶一定浓度的氮既可以稳定奥氏体组织、提高本试验所用材料为4mm厚的304奥氏体不锈钢强度，又可以提高耐腐蚀性能。板材。从板材上切取15mm×7mm×4mm的试样，将为使氮加入到不锈钢中，可以在冶炼过程中加氮试样的每个面逐渐磨至500号砂纸。合金化，还可以采用固溶渗氮的方法。固溶渗氮是利固溶渗氮装置如图1所示。准备内径为15mm、用热

7、处理的方法获得无磁、具有高抗蚀能力的高氮奥壁厚lmm,长1．5m的不锈钢管，将钢管的一端焊接密氏体表层。与传统渗氮工艺不同的是固溶渗氮以氮气封后将试样放人管中，另一端与压力表和高压氮气瓶为气体介质，渗氮温度比较高以及渗氮层更深。这种相连。将管子的密封端伸人到管式热处理炉中，要使工艺方法在国内外已经有人进行了研究。文献[3]对试样位置与热电偶相同，以保证温度的准确性。在加含23％Cr的铁素体钢粉体压