核电用304L奥氏体不锈钢等离子体源渗氮

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1、第42卷2017年第3期3月金属熬庵镗HEATTREATMENTOFMETALSV01．42No．3March2017核电用304L奥氏体不锈钢等离子体源渗氮李广宇(营口理工学院机电工程系，辽宁营口115014)摘要：对核电用304L奥氏体不锈钢进行450oC×6h等离子体源渗氮处理，对比研究了渗氮前后改性层的组织与性能。结果表明：304L奥氏体不锈钢渗氮后，表面获得了厚度约为15斗m，峰值氮浓度可达25at％的单一面心结构的1、相改性层，其最大显微硬度高达1320HVO．025，干摩擦条件下，1。相改性

2、层的磨损体积由原始不锈钢的0．102mm3降低至9．26×10‘3mm3，磨损机制由黏着磨损转变为氧化磨损，耐磨性能显著提高。在3．5％NaCl溶液和pH=8．4硼酸溶液中，^y、相改性层的自腐蚀电位比原始不锈钢分别提高了323mV和75mV，耐蚀性能明显改善。关键词：等离子体源渗氮；304L奥氏体不锈钢；1。相；硬度；耐磨性能；抗蚀性能中图分类号：TGl56．8；TGl42．1文献标志码：A文章编号：0254-6051(2017)03．0065．05Plasmasourcenitridingof304L

3、austeniticstainlesssteelfornuclearpowerplantLiGuangyu(DepartmentofMechanicalandElectricalEngineering，YingkouInstituteofTechnology，YingkouLiaoning115014，China)Abstract：304Lausteniticstainlesssteelfornuclearpowerplantwasplasmasourcenitridedat450℃for6h．andmi

4、crostruetureandpropertiesofthemodifiedlayerbeforeandafternitridingwerestudied．Theresultsshowthatasinglehigh-nitrogenface—centered—cubicphase(1、)withathicknessof15斗mandthepeaknitrogenconcentrationofabout25at％isformedonthe304Lausteniticstainlesssteelsurface

5、，andhasthehighestmicrohardnessabout1320HV0．025．ThewearmechanismoftheJy、phaselayerchangesfromtheadhesivewearcorrespondingoriginalstainlesssteeltooxidativewearindryfrictioncondition．Theincreasedwearresistanceofthe1Nphaselayerisobtainedwithadecreasewearvolum

6、efrom0．102mm3oforiginalstainlesssteelto9．26×10—3mm3．Comparedwiththeoriginalstainlesssteel，theself-corrosionpotentialofthe1Nphaselayerin3．5％NaClsolutionandinboricacidsolutionwithpH8．4increase323mVand75mV，respectively．Thecorrosionresistanceofthe^yNphaselaye

7、risimprovedincomparisonwiththatoforiginalstainlesssteel．Keywords：plasmasourcenitriding；304Lausteniticstainlesssteel；^yNphase；microhardness；wearresistance；corrosionresistance奥氏体不锈钢因其具备良好的力学性能、可加工性能、耐蚀性能以及耐中子辐照性能，在核电工业中被广泛应用。压水堆一回路主管道、堆内构件、驱动机构、主泵以及泵轴等关键设备的

8、主要材料都采用304L、316LN型奥氏体不锈钢作为结构材料‘1引。这些材料长期在高温高压及辐照等苛刻的水化学环境中服役，不仅要保证结构的完整性，还须抵抗各类特殊工质的冲刷和腐蚀，以减少磨损和腐蚀产物在堆芯与堆芯外辐射场的活化。核级设备的设计宗旨是极大地提高其安全性，确保公共安全和社会稳定。因此，在核电运行环境下奥氏体不锈钢表面的耐磨抗蚀改性十分必要。渗氮技术能有效改善奥氏体不锈钢表面的硬度和耐磨损性能。传统渗氮温度大于500