4Cr13、8Cr17不锈钢表面等离子渗锆层组织及性能研究

来源 :太原理工大学 | 被引量 : 4次 | 上传用户:bao21987
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
马氏体不锈钢因其较高的硬度、较好的耐磨和耐蚀性,主要用于制造蒸汽涡轮的叶片、医疗器械及测量用具等。然而,对于那些长时间遭受机械作用或化学反应的工程构件,常规热处理后的马氏体不锈钢,其表面强度和耐磨性能并不能满足这些“恶劣”工作环境下的要求。本课题采用等离子表面合金化技术,在4Cr13和8Cr17马氏体不锈钢表面制备出性能良好的渗锆合金层,分析了合金化温度和时间对渗锆合金层组织、成分及结构的影响,并对合金层形成机制进行了讨论;研究了渗锆合金层的硬度、纳米力学性能和摩擦磨损性能,分析了不同合金化时间得到的渗锆合金层的磨损机理。研究结果表明:(1)利用双辉等离子锆合金化技术在4Cr13和8Cr17不锈钢表面均制备出致密的渗锆合金层。该合金层主要由外层的富锆层、富ZrC中间层和Zr-C-Cr-Fe扩散层组成,合金层与不锈钢基体形成良好的扩散结合。(2)4Cr13和8Cr17不锈钢表面形成的渗锆合金层厚度随渗锆温度的升高和时间的延长而增加。在900?C~1000?C范围内,4Cr13钢表面合金层厚度由16μm逐渐增加至23μm;8Cr17表面合金层厚度由17μm增至24μm。温度的升高,原子的扩散系数增大,导致渗层厚度增加。当渗锆保温时间由0.5h延长至4h时,4Cr13和8Cr17钢表面渗锆合金层厚度分别从3μm增加至24μm和3μm增至27μm,两种不锈钢表面渗锆合金层整体厚度随保温时间的增加近似直线上升,而富ZrC层厚度随保温时间呈抛物线上升。(3)4Cr13和8Cr17钢等离子渗锆后显微硬度均明显提高。其中,4Cr13钢富锆层和富ZrC层的硬度值分别为608HV0.025和844HV0.025;8Cr17渗锆处理后富锆层和富ZrC层的硬度值分别达到618HV0.025和863HV0.025。渗锆表面硬化机制归因于锆渗入产生的固溶强化和ZrC、ZrFe2的弥散强化(4)纳米压入测试结果表明,4Cr13和8Cr17不锈钢表面渗Zr合金层均具有较高的硬度和弹性模量,力学性能得到了提高。当最大载荷为5mN时,在4Cr13和8Cr17不锈钢表面渗Zr合金层的测试点中,均是对应富ZrC层处测试点的最大压入深度最浅,硬度和弹性模量值最大,承载能力得到了明显提高。较接近的弹性模量分布使合金层不同组织之间的形变协调性好,性能过渡平缓,界面结合强度高。(5)4Cr13和8Cr17不锈钢经950?C不同时间渗锆后的摩擦系数均低于未处理的不锈钢基材,比磨损率相比基材也均有不同程度的下降,尤其是950?C/0.5h渗锆后的4Cr13和8Cr17钢的摩擦系数仅为0.3,比磨损率分别是未处理基材的1/6和1/4,表现出良好的减摩和耐磨性能,渗锆合金层中硬质相ZrC的形成以及锆的固溶强化作用是耐磨性显著提高的主要原因。
其他文献
本论文利用厌氧发酵技术,以污泥为菌种来源,厨余为基质,通过开展间歇实验的方法探讨了污泥的预处理方法对产氢的影响,氢气发生特性及影响因子对氢气发生的影响,并在总结最佳预处理
坚持以人民为中心的发展思想是党的十九大报告的主线.学术界关于以人民为中心发展思想的研究成果颇为丰硕,本文利用科学计量软件分析CSSCI和CNKI数据库中的相关主题文献题录
地方司法解释性质文件存在法律地位未被认可、功能范围界定不清、制定权力私自扩张、文件格式杂乱无章等问题.其原因在于司法供需之间的张力、司法话语权的争夺以及制度设计
在阿特伍德的《浮现》中,作者表达了强烈的民族主义立场,通过小说女主人公的寻父之旅,展现了加拿大人的民族性构建的文化旅途,并强调了本土性构建对于民族身份的重要意义,表
让人又爱又恨的冰柱rn在寒冷的北方,晶莹剔透的冰柱既是一道风景,也是致命的凶器。2010年的冬天,俄罗斯圣彼得堡发生了“冰柱杀人事件”,屋顶上的冰柱突然断裂,直刺而下,砸到毫无防
基于三族氮化物(如GaN)的LED(Light emitting diode)因其环保、节能、体积小和寿命长等优点,已广泛应用在照明和显示等领域中。近年来,LED的外延技术和芯片制作工艺已日趋成
制浆中段废水处理是一个世界性的难题。论文是在国家颁布新的(GB3544-2008)《制浆造纸工业水污染物排放标准》后,麦草制浆造纸企业所面临治污难题的背景条件下进行的。根据麦草
“和平共处、共同发展”是毛泽东、周恩来深化了中国传统文化“和”“和谐”“协和万邦、兼系天下”的理念,并在总结党的统一战线的经验中,将其提升到“同”与“不同”相互转
自二十世纪八十年代以来,分子基磁性材料一直是化学(尤其是配位化学)、物理和材料科学等领域研究的热点,其中引入注目的包括单分子磁体和近年来新兴的磁致冷材料的研究。而3d-4
水泥窑协同处置生活垃圾具有环境无害化、处置固体废物能力强等特点,同时利用现有水泥窑设施开展水泥窑协同处置生活垃圾,不但可以节省新建固体废物集中处理设施的建设投资,还可