高温渗氮工艺对无镍不锈钢模拟体液环境下耐蚀性的影响

文章采用高温渗氮工艺得到高氮无镍不锈钢,以提高医用不锈钢的安全性和耐蚀性。实验结果表明:渗氮层氮质量分数可达1.0%,与原材料相比氮质量分数增加了2倍;在0.9%NaCl生理盐水和模拟血浆溶液中具有优异的耐蚀性,在加热温度1 200℃、氮气压力0.3MPa、保温时间24h条件下得到的高氮奥氏体不锈钢在0.9%NaCl生理盐水中的点蚀电位约1 200mV,大大高于渗氮前(约320mV)的水平。

高温渗氮

渗氮温度通常为500～580℃(低温渗氮)。近年来,珠光体、铁素体-马氏体、铁素体和奥氏体钢、镍与耐熔金属(Ti、Mo、Nb、V、Cr等的合金的高温(600～1200℃)渗氮得到了日益广泛的应用,渗氮介质为氨、氨+含碳气体(吸热性气体)及纯氮。

高温渗氮

材料的渗氮一般在500～580℃进行(低温渗氮)。近年来,广泛应用珠光体钢、铁素体-马氏体钢、铁索体钢和奥氏体钢、镍合金和难熔金属(Ti、Mo、Nb、V、Gr等等)的高温渗氮(600～1200℃)。渗氮是在氨、氨和含碳的混合气体(吸热型气体)和纯氮中进行。

高温渗氮工艺对高氮无镍不锈钢组织及力学性能的影响

采用高温渗氮在奥氏体/铁素体双相不锈钢表面形成了奥氏体高氮层。试验结果表明,渗氮层氮含量可达1.0%,与原材料相比氮含量增加了2倍。原始双相组织已经转变为奥氏体,渗氮层深度达到2 mm以上。采用合理优化的高温渗氮工艺,可在提高不锈钢强度、硬度的同时,其伸长率、断面收缩率仍然保持较高的水平。高温渗氮工艺制备高氮无镍不锈钢的最佳工艺参数为:加热温度1200℃、氮气压力0.3 MPa、保温时间24 h。

TiAl基合金高温气体渗氮

研究了ＴｉＡｌ基合金在氨气中进行的高温渗氮行为，采用ＸＲＤ和ＥＰＭＡ对渗氮层进行的测试分析显示，渗层由ＴｉＮ和 Ｔｉ２ＡｌＮ组成．其中ＴｉＮ分布于外层而 Ｔｉ２ＡｌＮ分布于内层 通过对渗氮前后的合金表面硬度和耐磨性的对比结果表明：经过不同工艺渗氮的试样其表面硬度及其耐磨性都有不同程度的提高，当渗氮温度提高到９４０℃，渗氮时间延长到５０ ｈ，试样的表面努氏硬度可达 １２８６ ｋｇ／ｍｍ２．

测定722M24钢高温离子渗氮特性曲线

722M24(E0B)钢试样经510～590℃、100小时离子渗氮后,可获得理想的有效表面层深度,总渗层和表面硬度,虽然总渗层深度可达1mm,但是有效表面层深度(硬度值为500HV)难于超过0.5mm。

奥氏体不锈钢的氨气渗氮处理

用氨气为渗剂,采用不同工艺对0Cr18Ni9奥氏体不锈钢进行渗氮处理。借助光学显微镜对渗氮后试样组织进行分析,结果表明,三段式低温低压渗氮工艺处理后的渗氮层厚度约为90μm,炉压由0.03 MPa增加到0.25MPa后的渗氮层厚度约为135μm,再将第二段温度由550℃提高到950℃后的渗氮层厚度约为220μm,三段式高温加压处理后的渗氮层厚度达到三段式低温低压渗氮层的2.4倍;一段式高温加压处理后的试样硬度HV值为1 100,增大压力和提高温度都能显著提高氮势,增加渗氮层厚度,提高不锈钢的抗腐蚀性能。渗氮影响0Cr18Ni9奥氏体不锈钢的力学性能,在拉伸曲线上出现了锯齿状图形,这与氮化物在拉伸过程中不断开裂有关。

双相不锈钢表面奥氏体高氮层的制备技术

高温渗氮是在奥氏体/铁素体双相不锈钢表面形成奥氏体高氮层的一种有效方法.为了获得氮含量高、组织均匀且适合于后续加工的表面高氮不锈钢层,必须确定合理的高温渗氮工艺.通过优化高温渗氮工艺参数,研究了双相不锈钢高温渗氮过程中加热温度、保温时间、氮气压力等对渗氮效果的影响.结果表明,通过高温高压渗氮可使不锈钢表面形成高氮氮化层,可使双相不锈钢通过渗氮发生表面奥氏体转变,获得组织梯度变化的多相复合不锈钢材料.