固溶渗氮对Cr18Mn21Mo2.5钢组织及性能的影响

• 作者: 丁国刚 刘可心 金松哲 陈咨伟 隋小波 黄岩
• 来源期刊: 表面技术
• 学科: 工学
• 关键词: 固溶渗氮 正交试验 耐腐蚀性能 耐磨损性能
• 年，卷（期）: 2020,（9）
• 所属期刊栏目: 表面失效及防护
• 页码范围: 324-331,356
• 页数: 9页
• 分类号: TG156.8
• 语种: 中文
• DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2020.09.037

摘要

目的 提高Cr18Mn21Mo2.5钢的耐蚀性和耐磨性.方法 使用中频感应炉炼制9种正交设计固溶渗氮用钢,通过正交试验的极差分析得出渗氮效率最高的实验用钢(Cr18Mn21Mo2.5钢),采用高纯氮气在常压下对其进行固溶渗氮处理,同时对渗层的耐蚀性和耐磨性进行测试及机理分析.利用光学显微镜和XRD研究了Cr18Mn21Mo2.5钢及其渗氮层的显微组织及相组成,采用显微硬度测试仪对固溶渗氮后Cr18Mn21Mo2.5钢的硬度分布进行表征,采用电化学工作站及高速载流试验机进行耐蚀性及耐磨性研究.结果 在优化成分后炼制的Cr18Mn21Mo2.5钢具有良好的强度及韧性,对其在1200℃下固溶渗氮24 h可以制备出厚度高达1.4 mm的单一奥氏体渗层.渗氮后腐蚀电位提高,腐蚀电流降低.相比于未渗氮试样,渗氮(1200℃,24 h)后试样的阻抗弧半径由2500Ω增大到8000Ω,摩擦系数由0.33降低到0.28,磨损量从15.5 mg降低到8.7 mg.渗氮后Cr18Mn21Mo2.5钢的耐蚀性及耐磨性明显提高.结论 固溶渗氮后,N固溶到奥氏体晶格间隙中,固溶态的N促进钝化膜再构,同时N的固溶强化使材料表面硬度提高,渗氮层N含量的提高和渗层厚度的增加均有利于提高耐蚀性和耐磨性.