【正文】 氮由于滲氮溫度高(500℃以上)，滲層中有Cr 的氮化物析出，使基體貧鉻，在表面硬度顯著提高的同時表面耐腐蝕性能嚴重惡化，失去了不銹鋼的特性。3 滲氮溫度對奧氏體不銹鋼性能的形象不銹鋼具有表面美觀、耐腐蝕性能好、韌性好、容易塑性加工、焊接性能好等特性，廣泛用于石油、化工、食品、醫(yī)療和紡織機械等行業(yè)。，表面將形成單相奧氏體；而在爐冷條件下，除了奧氏體相外，表面還析出了CrN相。圖47 304奧氏體不銹鋼在1mol/L的硫酸溶液中的陽極極化曲線 試驗結(jié)論，滲氮溫度在900℃～1 150℃之間、保溫時間在2h～16h之間、滲氮壓力在0．1MPa一2MPa之間變化時。實驗后用放大鏡觀察氮化后試樣表面，無點蝕發(fā)生。氮化試樣的鈍態(tài)電流密度明顯低于未氮化試樣，由于金屬腐蝕速率與其腐蝕電流密度成正比，因此，可用腐蝕電流密度來表示腐蝕速度的大小。水冷由于冷速快，抑制了CrN的析出，氮固溶到奧氏體，使試樣表層為單相高氮奧氏體。圖45(c)為滲氮溫度為1050℃、保溫時間4h時，不同氮氣壓力下的氮濃度分布曲線．從圖45(c)中可以看到，～，試樣表面氮含量隨氮氣壓力的增大而增加，％，滲氮壓力為1MPa時，％，％．隨氮氣壓力的增大滲氮層深度變化不大，其氮濃度分布曲線也比較接近。從圖中可以看到，保溫時間在2h～16h變化時，試樣表面氮含量的變化不大，％左右。從圖中可以看出，滲氮溫度在900℃至1150℃變化時。（a）904 L（b）304圖44 904L和304奧氏體不銹鋼的顯微硬度分布 氮濃度分布304滲氮后試樣橫截面的電子探針測量的氮濃度分布結(jié)果如圖45所示。結(jié)果表明氮化后試樣的顯微硬度從表面至心部逐漸降低。（a）304 固溶處理未氮試樣（b）304 爐冷試樣（1050，1MPa。滲氮后爐冷試樣滲氮層有大量的氮化物在晶界上析出(如圖43b)，這是由于隨爐緩冷條件下，氮在奧氏體中的溶解度下降，氮化物在奧氏體晶界擇優(yōu)生長。試樣均用砂紙依次打磨至800。工作電極即待研究試樣，輔助電極為超純鉑片，參比電極為飽和甘汞電極，實驗所得電位均相對于飽和甘汞電極電位(SCE)，綜合腐蝕測試儀的電位量程為一2000 mV～+2000 mV。將鋼管的密封端伸入到管式電阻爐中，利用插入爐中的熱電偶測定固溶滲氮溫度。 試驗方法固溶滲氮實驗在圖41所示的裝置中進行。采用固溶滲氮工藝不但提高了奧氏體不銹鋼的硬度和耐磨性，而且提高了其耐蝕性能。 2 奧氏體不銹鋼固溶滲氮奧氏體不銹鋼的高塑性、高耐蝕性、良好的焊接性能、韌性和和低溫韌性、無磁性、易加工的優(yōu)點，使其在石油、化工、食品及醫(yī)藥等行業(yè)得到廣泛的應用，但由于奧氏體不銹鋼的硬度偏低(HV200—250)、耐磨性較差，使用受到一定的限制．為了提高輿氏體不銹鋼的硬度和耐磨性，應用較多的是對奧氏體不銹鋼表面進行氮化處理。這篇論文主要是通過各個方面對不銹鋼的固溶滲氮處理作了充分的闡述，能夠使大家充分了解到不銹鋼的固溶滲氮遠離以及應用。該鋼種的熱處理是先進行固溶處理，在材料加熱到1000～1100℃后快冷，然后根據(jù)不同的力學性能要求，在不同溫度下進行時效處理，如621℃、565℃、510℃時效。 轉(zhuǎn)變冷卻適用于低于某溫度的冷卻。 通過適當?shù)臅r效處理可獲得要求的力學性能。這種新型不銹鋼的熱處理包括均勻化、完全退火、固溶熱處理、時效處理和轉(zhuǎn)變冷卻。奧氏體型不銹鋼屈服強度較低，只有200N/mm2左右，不宜作為結(jié)構(gòu)鋼使用；而馬氏體不銹鋼雖然可以通過淬火、回火等熱處理形式獲得較高的屈服強度，但其耐蝕性較差。需注意的是馬氏體不銹鋼在淬火后，應盡快回火，如不能盡快回火，材料易產(chǎn)生裂紋。馬氏體不銹鋼有回火脆性，回火溫度一般不應低于580℃。馬氏體鋼是熱裂紋敏感性鋼種，該鋼種在低溫時導熱率低，快速加熱時極易產(chǎn)生裂紋，因此在處理大斷面材料時，應該先預熱，然后再快速升溫。在升溫使碳化物固溶時，因碳擴散速度較慢，為得到均勻的奧氏體組織，力口熱溫度一般要比臨界點溫度高50℃以上，而且還必須有一定的保溫時間，以便使碳化物充分、均勻溶解。馬氏體不銹鋼作為工具鋼用時，處于淬火狀態(tài)。這類不銹鋼有明顯的相變點，可以通過淬火而硬化。此外該鋼種的焊接性能差（焊縫熱影響區(qū)晶粒粗大且脆）。材料如果在此溫度范圍內(nèi)停留時間過長，很容易發(fā)生475℃脆性現(xiàn)象，即硬度增高，延伸率大幅下降，甚至為零，同時材料的耐蝕性也降低。表33為鐵素體不銹鋼的參考退火溫度。該鋼種無淬透性，同奧氏體鋼一樣不能通過熱處理使其硬化，而且由于加熱引起的晶粒長大比奧氏體鋼既快且晶粒度又大。其典型的代表鋼種是430。 鐵素體不銹鋼鐵素體不銹鋼是以鉻為主要合金元素，其含量為12％～30％Cr。由于奧氏體不銹鋼導熱率低，對于斷面較大的材料，無論怎樣快冷，中心部位的冷卻程度仍然很慢，往往因碳化物析出較多而發(fā)生敏化。所以，對于斷面大的奧氏體不銹鋼都需要預熱到700～800℃，然后再快速升溫，對于斷面小的奧氏體不銹鋼（如帶鋼）如果升溫速度過慢，碳化物會充分析出，就會導致固溶時間過長，美國阿姆科公司曾制定過一個經(jīng)典的加熱時間表（見表3表32）。因為奧氏體型不銹鋼無法通過相變來細化晶粒，如果晶粒過大，會使材料的抗拉強度明顯下降。奧氏體不銹鋼加熱溫度主要是依據(jù)碳化物的固熔速度而確定的，有資料指出像304鋼的碳化物在1065℃時固溶需要3分鐘，在1176℃，在1000℃則需要長達10分鐘。由于該鋼種不發(fā)生相變，其熱處理就是加熱到高溫（一般在1000℃以上），奧氏體再結(jié)晶的同時，使在加工中產(chǎn)生的碳化物。不銹鋼按其組織可以分為奧氏體、馬氏體和鐵素體三類（此外還有沉淀硬化型、鐵素體奧氏體型等），這三類不銹鋼的熱處理無論是處理方法還是目的都不盡相同。所謂的熱處理就是針對不同組織、不同類型的不銹鋼進行相應的退火、淬火與回火、正火等處理。因此，不銹鋼的熱處理工藝在不銹鋼的生產(chǎn)過程中一直處于十分重要的地位。不銹鋼之所以能得到如此迅猛的發(fā)展，一個重要的因素是其具有耐蝕、耐熱性。 不銹鋼從20世紀初發(fā)明至今不足百年的時間，但其發(fā)展和應用的勢頭卻異常迅猛。由于不銹鋼具有良好的耐腐蝕性，所以它能使結(jié)構(gòu)部件永久地保持工程設計的完整性。 不銹鋼的主要作用不銹鋼不易產(chǎn)生腐蝕、點蝕、銹蝕或磨損。馬氏體不銹鋼的常用牌號有1Cr13Cr13等，因含碳較高，故具有較高的強度、硬度和耐磨性，但耐蝕性稍差，用于力學性能要求較高、耐蝕性能要求一般的一些零件上，如彈簧、汽輪機葉片、水壓機閥等。雙相不銹鋼具有優(yōu)良的耐孔蝕性能，也是一種節(jié)鎳不銹鋼。該類鋼兼有奧氏體和鐵素體不銹鋼的特點，與鐵素體相比，塑性、韌性更高，無室溫脆性，耐晶間腐蝕性能和焊接性能均顯著提高，同時還保持有鐵素體不銹鋼的475℃脆性以及導熱系數(shù)高，具有超塑性等特點。在含C較低的情況下，Cr含量在18%~28%，Ni含量在3%~10%。奧氏體鐵素體雙相不銹鋼：兼有奧氏體和鐵素體不銹鋼的優(yōu)點，并具有超塑性。這類鋼具有良好的塑性、韌性、焊接性和耐蝕性能，在氧化性和還原性介質(zhì)中耐蝕性均較好，用來制作耐酸設備，如耐蝕容器及設備襯里、輸送管道、耐硝酸的設備零件等。0Cr19Ni9鋼的wC%，鋼號中標記為“0”。綜合性能好，可耐多種介質(zhì)腐蝕。這類鋼能抵抗大氣、硝酸及鹽水溶液的腐蝕，并具有高溫抗氧化性能好、熱膨脹系數(shù)小等特點，用于硝酸及食品工廠設備，也可制作在高溫下工作的零件，如燃氣輪機零件等。其耐蝕性、韌性和可焊性隨含鉻量的增加而提高，耐氯化物應力腐蝕性能優(yōu)于其他種類不銹鋼。另外，可按成分分為：鉻不銹鋼、鉻鎳不銹鋼和鉻錳氮不銹鋼等。不銹鋼基本合金元素還有鎳、鉬、鈦、鈮、銅、氮等，以滿足各種用途對不銹鋼組織和性能的要求。由于兩者在化學成分上的差異，前者不一定耐化學介質(zhì)腐蝕，而后者則一般均具有不銹性。1．1 不銹鋼材料簡介不銹鋼（Stainless Steel）指耐空氣、蒸汽、水等弱腐蝕介質(zhì)和酸、堿、鹽等化學浸蝕性介質(zhì)腐蝕的鋼，又稱不銹耐酸鋼。然而根據(jù)合金的成分，淬火后也能得到高強度的奧氏體表面層。而固溶滲氮很好地解決了這一問題，在1 100—1150℃ mm。但提高溫度，滲氮速度加快，又會使表面層的硬度有所下降。保溫時間為25—50 h，～ mm。淬火后奧氏體區(qū)的表面層中是富含氮的．固溶滲氮工藝參數(shù)為：滲氮溫度在1100—1150℃之間；氮氣分壓PN在1043105Pa之間；擴散時間為24h，／mm。固溶滲氮是1993年在Wiesbaden的熱處理學術研討會上作為不銹鋼表面改性新工藝提出來的。371 緒論金屬熱處理是機械制造中的重要工藝之一，與其他加工工藝相比，熱處理一般不改變工件的形狀和整體的化學成分，而是通過改變工件內(nèi)部的顯微組織，或改變工件表面的化學成分，賦予或改善工件的使用性能。36參考文獻35致謝28結(jié)論27 試樣制備與試驗方法275 滲氮溫度對3Cr13不銹鋼表面滲氮層組織和性能的影響25 最佳合金成分確定24 固溶滲氮工藝原理214 不銹鋼固溶滲氮20 試樣表征19 試驗結(jié)論16 氮濃度分布12 試驗結(jié)果與分析11 論文的目的和意義10 馬氏體不銹鋼8 奧氏體不銹鋼8 不銹鋼熱處理特點6 不銹鋼的分類6 不銹鋼材料簡介關鍵詞： 不銹鋼 固溶滲氮 硬度 耐磨性Title： Stainless st