AISI316奧氏體不銹鋼陽極氮化及摩擦磨損性能研究.pdf

1、為克服傳統(tǒng)等離子滲氮技術(shù)中存在的“邊緣效應(yīng)”、“空心陰極效應(yīng)”和降低奧氏體不銹鋼耐蝕性能的缺點,本實驗使用陽極氮化法對AISI316奧氏體不銹鋼進(jìn)行表面改性處理。處理溫度范圍為400-550℃,滲氮?dú)鈮簽?00Pa和800Pa,處理時間為5h。采用金相顯微鏡(OM)、X射線衍射(XRD)、顯微硬度計對氮化層進(jìn)行形貌觀察、定性分析和硬度測試。結(jié)果表明陽極氮化法在AISI316奧氏體不銹鋼表面生成均勻的氮化層。隨溫度的升高,氮化層厚度逐漸增

2、加,從400℃到490℃氮化層物相組成為均一的γN相,490℃(500Pa)時氮化層硬度達(dá)到890HV0.025,溫度升至520℃時,氮化層中出現(xiàn)CrN析出,溫度為550℃(500Pa)時發(fā)生γN→α+CrN,此時硬度達(dá)到1190HV0.025。
　　 使用球-盤式摩擦磨損試驗機(jī)對處理前后的AISI316奧氏體不銹鋼樣品進(jìn)行摩擦磨損性能研究。摩擦副選擇Φ5mm的GCr15鋼球,摩擦載荷為5N、10N和15N,滑動速度分別是0.1

3、8m·s-1、0.27m·s-1和0.35m·s-1,摩擦?xí)r間為120min。采用三維共聚焦顯微鏡(CLSM)對處理前后的樣品進(jìn)行磨痕截面輪廓觀察,使用掃描電子顯微鏡(SEM)對磨痕形貌和磨損機(jī)制進(jìn)行分析和研究。隨著載荷的增加,原始樣品的磨痕越來越深,磨痕中出現(xiàn)粘著、犁溝、撕裂.粘附現(xiàn)象,并且在磨痕的邊緣發(fā)生明顯的塑性變形;490℃和550℃氮化樣品的磨痕都很淺,磨損輕微。滑動速度由0.18m·s-1增至0.35m·s-1時,原始樣品的