氮化炉为什么抽真空(渗氮温度将会对奥氏体不锈钢性能产生哪些影响？)

Posted 2023-05-30

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氮化炉为什么抽真空(渗氮温度将会对奥氏体不锈钢性能产生哪些影响？)

由于奥氏体不锈钢具有美观表面、良好的耐腐蚀性能、韧性与易塑性加工特性，并且焊接性能也非常不错，所以被大规模的应用在了石油、化工、食品、医疗和纺织机械等行业。

但因为不锈钢板的硬度低、耐磨性差，使得不锈钢板在很多考验耐磨性的场合的使用受到限制，特别是在腐蚀、磨损和重载等多种因素同时存在的条件下，不锈钢零件的使用寿命会有明显减小。现在有一种有效方法，通过离子渗氮可以提高不锈钢板的表面强度，以便增强材料的耐磨性能来延长使用寿命。

奥氏体不锈钢无法通过相变进行强化，并且常规离子渗氮因为渗氮温度高（500℃以上），渗层中有铬的氮化物析出，使基体贫铬，在不锈钢板表面硬度明显提高的同时表面耐腐蚀性能会有严重恶化，从而失去不锈钢材料的特性。使用直流脉冲离子渗氮设备，对奥氏体不锈钢做低温离子渗氮处理，在其耐腐蚀性基本保持不变的情况下增强材料表面硬度，以便提高其耐磨性能，同时和常规渗氮温度下的离子渗氮处理试样进行比较。

实验在30kW直流脉冲离子渗氮炉内进行。直流脉冲电源的参数为：电压0～1000V可调，占空比15%～85%可调，频率1kHz。测温系统由红外测温仪IT-8测量。试样的材料为18Cr-12Ni-2.5Mo奥氏体不锈钢，其化学成分(质量分数，%)为：0.06C，19.23Cr，11.26Ni，2.67Mo，1.86Mn，余为Fe；试样尺寸Φ24mm×10mm。

实验前依次用水磨砂纸打磨试样，去油污，酒精清洗吹干，放到阴极盘的中央，抽真空到50Pa以下。采用低温和常规渗氮温度对奥氏体不锈钢进行离子渗氮，渗氮层的显微硬度均达到1150HV0.05以上，低温离子渗氮得到的渗氮层较薄，硬度梯度大。奥氏体不锈钢经过低温离子渗氮后，其耐磨性能提高4～5倍，而耐腐蚀性基本保持不变；常规渗氮温度下离子渗氮，虽然耐磨性能也提高4～5倍，但由于奥氏体不锈钢表面有铬的氮化物析出，使其耐腐蚀性能大幅度下降。