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随着国民经济的进步和社会的发展,不锈钢作为一种拥有优异耐蚀性能的材料发挥着越来越重要的作用。因为奥氏体不锈钢在实际应用中表现出的比其他类型不锈钢材料更加出色的耐腐蚀性能,故其成为不锈钢中使用量最大的一种(约占整个不锈钢产量的65～70%)。但是奥氏体不锈钢强度较低,直接表现在表面硬度低(250HV～300 HV)、耐磨性和抗疲劳性能差。渗碳技术是一种操作简单、应用面广、表面硬化效果显著的工艺手段,但通常的渗碳处理温度较高(900℃以上),虽然碳元素的渗入提高了表面的强度,但同时出现Cr的碳化物生成,导致奥氏体不锈钢耐蚀性显著降低,极易发生腐蚀。因此,采用化学热处理方法进行奥氏体不锈钢表面强化而不生成Cr的碳化物是奥氏体不锈钢表面得以耐蚀强化处理的先决条件。奥氏体不锈钢低温渗碳处理可以实现这一目标。为开展奥氏体不锈钢低温渗碳工艺研究,本项目自主设计开发专用的低温渗碳设备。该设备通过实际运行考核,各项技术指标满足工艺要求。本论文采用专用的低温渗碳设备进行了奥氏体不锈钢低温渗碳工艺的研究。试验选取AISI304、AISI316、AISI321三种具有代表性的奥氏体不锈钢材料作为低温渗碳工艺研究对象,分别采用电镀法预处理和氟法预处理两种预处理手段对材料进行预处理。对电镀法预处理之后的AISI304、AISI316试样采用550℃温度下进行24h、48h、72h和96h渗碳试验,565℃温度下进行24h和48h渗碳试验。渗碳后分析表面,两种材料均可见明显渗层;在550℃条件下渗碳处理96h,AISI316表面硬度约为650HV,AISI304表面硬度约为600HV。在550℃条件下对氟法预处理试样进行24h低温渗碳,渗碳后试样有明显渗层,硬度显著提高。说明两种表面预处理方法都是可行的。经过X射线衍射分析,所测低温渗碳试样中没有明显发现铬的碳化物析出。对低温渗碳试样采用电化学和腐蚀方法检测耐蚀性。通过电化学检测,发现550℃条件下48h时间及以前的试样耐蚀性提高,而72h的试样耐蚀性略微降低,自腐蚀电位降低。腐蚀方法检测结果与电化学方法测试结果基本一致。