2Cr13的渗氮工艺研究

1、2Cr13的渗氮工艺研究的提纲摘 要：首先介绍了离子渗氮对2Cr13不锈钢磨损及冲蚀行为的影响 ； 2Cr13 不锈钢的稀土简单催渗循环离子渗氮；低温离子渗氮提高2Cr13 不锈钢的冲蚀磨损与冲刷腐蚀抗力的大体内容和方法及他们的优点。关键字：低温离子渗氮; 2Cr13钢; 稀土催渗；磨损;冲蚀 1.引 言先讲了渗氮的定义，对2Cr13进行渗氮，渗氮对2Cr13的研究意义及主要价值。2.正 文2.1.讲的是离子渗氮对2Cr13不锈钢磨损及冲蚀行为的影响的具体实验材料、方法及实验过程。例如：冲蚀磨损试验，2C r13钢的离子渗氮层(硬度试验后)的相图， 2C r13钢离子渗氮层的硬度分布图，球盘磨

2、损行为实验等。 最后实验结果分析：例如其中渗氮层硬度：测量表明, 2Cr13 不锈钢基体硬度为289 HK,渗氮层硬度最高为1 270 HK,为基体硬度的4. 4倍。渗氮层包括白亮层和扩散层两部分,分界较明显(见图2) ,其中白亮层厚度为89 m。而扩散层与基体之间边界不明显。由于扩散层的存在,使得从渗氮层表面到基体有很好的硬度梯度(见图3) 。这种梯度式硬度和成分的分布不仅保证了渗氮层与基体的良好结合,而且保证了足够高。2.2. 讲的是2Cr13 不锈钢的稀土催渗循环离子渗氮试验方法及过程:例如试验方法：渗氮前对试样进行机械抛光至表面粗糙度Ra =05m ,并用丙酮清洗,阴干后放置于渗氮设备

3、中,以免油污、锈斑、挥发物等而引起电弧,损伤试样。本试验的渗氮设备选用PCVD210 型等离子体渗氮炉,电流: 5A;压强:160190Pa ;气源选用氢气和氮气的混合气体。利用Axioplan 2 金相显微镜观察显微组织。用Hx21000TMC 显微硬度计测量表面硬度。用HM2114Akashi 显微硬度仪检测显微硬度梯度及渗氮层深。用PhI25400 的X2射线衍射仪对渗氮层进行相分析。磨损设备选用MM2200 型磨损实验机,载荷为10kg ,采用油润滑。每隔30min 称量一次,每个试样重复作6 次。每次实验后都要将磨损过的试样置酒精中经超声波清洗并用冷风吹干,用精密分析天平称重。用XL

4、30TMP 扫描电子显微镜和Phonenix 能谱分析仪对渗氮后试样的表面进行扫描电镜观察,并结合能谱仪做成分分析。实验结果:绘制出 2Cr13 不锈钢不同处理下的磨损失重曲线。2.3. 讲的是：低温离子渗氮提高2Cr13 不锈钢的冲蚀磨损与冲刷腐蚀抗力试验方法及过程：例如：实验材料为2Cr13 马氏体不锈钢,其化学成分(质量分数/ % ,下同) 为0119C ,0128Si ,0120Mn ,01007S ,01028P ,12165Cr , 0111Cu , 0112Ni ,其余Fe 。热处理制度为:820 ×4h 退火,900 ×3h 油淬,600 ×6h炉

5、冷回火。试样为<30mm ×10mm 的圆片,试样表面经研磨抛光,用丙酮超声波清洗15min ,烘干后置于辉光离子渗氮炉中进行离子渗氮。实验在LD2250 型离子渗氮炉中进行,采用WDL231 型光电温度计监控温度,渗氮温度选择为350 低温和550 常规高温两种条件,渗氮时间15h 。用Xpert2PRO 型X 射线分析仪(XRD) 分析渗氮层的相组成。用XJL203 型光学显微镜观察渗氮层的断面金相形貌。用HV21000型显微硬度计测量离子渗氮试样沿截面方向的硬度分布,加载时间20s ,载荷为01245N ,压头为Knop 型压头。利用PARSTA T2273 型电化学综合

6、测试仪测定2Cr13 不锈钢及其渗氮试样在NaCl 水溶液中的交流阻抗谱。实验腐蚀介质为5 %NaCl 水溶液,温度25 ±2 。采用三电极体系,饱和甘汞电极为参比电极,铂片为辅助电极,测试频率范围100kHz10MHz ,正弦电位的振幅为10mV。最后结果：图2 所示为350 和550 两种不同温度下渗氮试样的截面显微硬度分布测试结果。可以看到,两种温度下渗氮试样的表面显微硬度均高于1000H K,较2Cr13 不锈钢基体硬度(290H K) 显著提高,且350 渗氮试样的表面硬度高于550 渗氮试样,为基体硬度的4 倍以上。同时,从渗氮层表面到基体内部,硬度呈现理想的梯度分布,这对基材的表面力学性能是十分有益的。图2 离子渗氮试样截面显微硬度分布3.讲的是结论:三种实验方法对2Cr13不锈钢造成的影响：例如离子渗氮对2Cr13不锈钢磨损及冲蚀行为的影响的结论是：(1.1)离子渗氮可以显著提高2Cr13不锈钢的表面硬度,渗氮层从表及里硬度呈梯度分布,具有良好的减摩抗磨作用。 (1.2)在中性和酸性两种砂浆介质中