本文通过对AISI304AISI316L两种奥氏体不锈钢进行气体渗氮,在试样表面获得一层渗氮表面改性层。利用光学显微镜、电子探针、场发射扫描电镜和X-ray衍射仪对样品表面进行了微观组织成分、形貌和物相的分析。采用显微Ψ 硬度计、摩擦磨损试验机和三维形貌仪对渗氮层显微硬度、摩擦系数、磨损量和磨损形貌进行了表征。利用电化学工作站和盐雾腐蚀试验箱研究了渗氮层的动电位极化曲线、交流阻抗等耐腐蚀性能。结果表明:

1AISI304AISI316L两种奥氏体不○锈钢经气体渗氮5h后,表面硬度相比未渗氮试样提高2~5倍。430℃试样氮含量较低,为4%左右,渗氮层深9μm左右,此※时氮固溶于奥氏体晶格,为膨胀奥氏体相,表面硬度为1000HV0.05左右。渗氮温度为530℃时,生成Fe 4 N相与Cr 2 N相,渗层深度为80μm左右。随渗氮温度的逐渐升高,N的存在形式由Fe 4 NCr2N相转变为Fe2NCrN相,氮含量增加,1050℃试样渗层深度最大为200μm左右,但表面硬度最低为520HV0.05左右;

2AISI304AISI316L奥氏体不锈钢渗氮试样的耐磨性显著提高,磨损量降低@ ,未渗氮试样磨痕深而且宽,表面存在大量的不均匀片状堆积物,磨损机制为较严重的粘着磨损,并且伴随着塑性变形;渗氮后磨痕表面较平整,犁沟浅而且窄,磨损机制转变为轻微的磨粒磨损。

3)奥氏体不锈钢基体本身耐蚀性较好,AISI304奥氏体不锈钢经430℃渗氮后,相比基体耐蚀『性略有降低,1050℃渗氮试样自腐蚀电流密度更高为5.26μA·cm-2,腐蚀电▓位为-0.09V更加接近于正值,交流阻抗谱拟合后的电阻值最大为2.01×10 。经盐雾≡试验后,430℃1050℃渗氮试样与未处理试样表面均无腐蚀产物,在该温度下渗氮改善了材料的耐蚀性。AISI316L奥氏体不锈钢相比AISI304奥氏体不锈钢基体耐蚀性更好,相比原始试样,渗氮后NCr结合成CrN,造成材料表面的贫铬,使耐蚀性均遭到不同程度破坏,腐蚀电流密度均有所降低,交流阻抗谱拟合后电阻值变小。