304不锈钢低温离子渗氮和氮碳共渗工艺

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1、第36卷第4期Vol.36No.42011年4月HEATTREATMENTOFMETALSApril2011殜檴檴檴檴檴殜檴檴檴工艺研究檴殜檴檴檴檴檴殜304不锈钢低温离子渗氮和氮碳共渗工艺1213马胜歌，郭元元，周祎，张以忱(1．深圳八六三计划材料表面技术研发中心，广东深圳518029;2．深圳莱宝高科技股份有限公司，广东深圳518057;3．东北大学机械工程与自动化学院，辽宁沈阳110004)摘要:在430℃对AISI304奥氏体不锈钢分别进行离子渗氮(PN)、离子氮碳共渗(PNC)和离子氮碳共渗加离子渗氮(P

2、NC+PN)处理。利用金相显微镜、辉光放电光谱仪、X射线衍射仪和显微硬度计测试了试样渗层的横断面形貌、渗层成分、相组成和力学性能。结果表明，AISI304奥氏体不锈钢在430℃进行硬化处理时，相对于PN处理，经PNC和PNC+PN处理可以获得更高硬度、更厚渗层，但表面耐腐蚀性下降，3种处理得到的渗层中C和N的最大含量分别出现在不同深度。关键词:AISI304奥氏体不锈钢;离子渗氮;离子氮碳共渗;离子氮碳共渗+离子渗氮中图分类号:TG142．71;TG175文献标志码:A文章编号:0254-6051(2011)04-

3、0031-04Low-temperatureplasmanitridingandplasmanitrocarburisingofAISI304stainlesssteel1213MASheng-ge，GUOYuan-yuan，ZHOUYi，ZHANGYi-chen(1．Shenzhen863ProgramR＆DCenterforSurfaceTechnology，ShenzhenGuangdong518029，China;2．ShenzhenLaibaoHi-techCo．，Ltd．，ShenzhenGuangdo

4、ng518057，China;3．NortheasternUniversity，ShenyangLiaoning110004，China)Abstract:Plasmanitriding(PN)，plasmanitrocarburising(PNC)andtheircombinationprocessesat430℃ofAISI304austeniticstainlesssteelwereconducted．Cross-sectionmorphology，chemicalcomposition，phasecompo

5、sitionandmechanicalpropertiesofthemodifiedlayerweretestedbymetalloscope，glowdischargespectrometry(GDS)，X-raydiffraction(XRD)andmicrohardnesstester．TheresultsshowthatthesamplesofAISI304steeltreatedbyPNCandPNC+PNprocesseshavehigherhardness，thickerlayerthanthesam

6、pletreatedbyPNprocess，andthecorrosionresistanceofthesamplesislower，themaximumNandCcontentinthelayerareindifferentdepths．Keywords:AISI304austeniticstainlesssteel;plasmanitriding;plasmanitrocarburising;plasmanitrocarburising+plasmanitriding奥氏体不锈钢在低温下进行离子渗氮(PN)可以

7、高硬度特性、又具有PC高厚度特性的复合渗层，而且［7-10］得到不含铬氮化物的耐腐蚀的氮扩大奥氏体相γN，该更节能。本文采用离子渗氮(PN)、离子氮碳共渗相不仅具有高硬度、好的耐磨性、还具有比原奥氏体不(PNC)和离子氮碳共渗复合离子渗氮(PNC+PN)三［1-5］锈钢更好的耐腐蚀性能。但是奥氏体不锈钢低温种处理工艺对AISI304奥氏体不锈钢进行表面硬化处离子渗氮也存在不足，主要是渗速慢造成渗层薄，而且理，目的是寻找能获得较好耐腐蚀性和更加合理硬度渗层的脆性大、硬度梯度大，渗层不适宜承受较大冲击梯度的较厚渗层的处

8、理工艺。载荷。奥氏体不锈钢在比低温离子渗氮高约100℃的温度下进行低温离子渗碳同样可以获得不含铬碳化物1试验材料及方法的耐腐蚀的碳扩大奥氏体相γC，渗速更快，容易获得试验用AISI304奥氏体不锈钢，尺寸为60mm×［6］厚的渗层，而且渗层的硬度梯度小、韧性更好。相对20mm×0．8mm。试验在自制的离子渗氮炉中进行，于γN而言γC的硬度偏低，而且处理温度高