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奥氏体不锈钢具有优良的耐蚀性,广泛应用于不同的工业领域。但奥氏体不锈钢通常具有较低的硬度,摩擦磨损性能较差,在许多情况下无法满足既耐磨又耐蚀的复合性能要求。本文应用等离子体浸没离子注入技术(PIII)对奥氏体304不锈钢基体表面进行改性,目的是提高其耐磨性能和耐腐蚀性能,应用等离子体浸没离子注入与MEVVA金属离子注入相结合的技术,在奥氏体不锈钢表面制备了Ti-TiC-C梯度复合膜。并且讨论了注入电压和注入脉冲频率对改性层成分和性能的影响。利用小掠射角X射线衍射仪(GXRD)对薄膜的化学组成和结构进行了检测。为了测量Ti-TiC-C梯度复合膜的元素含量,应用X射线光电子能谱(XPS)分析了复合膜界面形态和元素的浓度-深度分布。并应用维氏硬度计、多功能摩擦磨损试验机和电化学腐蚀试验装置对改性层显微硬度及其在试验环境下摩擦磨损性能和抗腐蚀性能进行了测试和研究。考察了注入脉冲电压和注入脉冲重复频率对薄膜改性层的化学组成和性能的影响。结果表明,选用适当的注入参数,可使注入后的不锈钢表面显微硬度显著提高。同时,改性层具有比基体更低的摩擦系数,即具有很好的抗磨损性能。此外,改性层的耐腐蚀性能也得到了显著改善。因此,选用最佳的注入工艺和注入参数来实现改性层性能最优化是必要的。结果还说明在进行钛和碳复合注入时,在不锈钢基体与碳膜之间形成了Ti、C成分呈梯度变化的Ti-C过渡层,C和Ti以化合态和游离态两种化学状态存在。Ti-C梯度过渡层对摩擦承载能力和耐磨性能起着关键性影响,Ti-TiC-C梯度复合膜具有高的摩擦持久寿命和稳定的低摩擦系数,且有高的显微硬度和良好的耐腐蚀性能。