第十四届全国表面工程大会

419 / 2022-10-10 22:29:05

盐浴氮化高强马氏体不锈钢耐磨性及耐腐蚀性研究

马氏体不锈钢；氮化；腐蚀；磨损；腐蚀机理

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本文研究了盐浴氮化对马氏体时效不锈钢00Cr12Ni10MoWTi（S1）和马氏体不锈钢2Cr12Ni2Mo2WVNb（S2）耐磨性及耐腐蚀性的影响。盐浴氮化温度为470℃，S1和S2渗氮层深度分别为40μm和70μm，表面硬度分别为1050HV和1270HV，相对于基体分别提升520HV和670HV。两种材料自然环境腐蚀获得腐蚀试样，采用MG-2000型摩擦磨损试验机测试了涂层的磨损性能，并利用SEM、EDS、电化学等实验方法对磨损和腐蚀机理进行深入研究。S1氮化后磨损率为1.133E-5mm³/(N·m)，相对于基体耐磨性能提升约十倍，S2氮化后磨损率为1.105E-5mm³/(N·m)，相对于基体耐磨性能提升约两倍。经过12个月的自然环境腐蚀，氮化S1耐磨性依然比基体提升42.6%，氮化S2耐磨性由于腐蚀较为严重，耐磨性下降45.2%。通过电化学分析，S1阻抗谱相比于基体10^-2Hz时对应的｜Z｜值下降了约1个数量级。S2氮化处理后的EIS图谱也呈现相似规律。铬的氮化物或碳化物的生成使渗层中Cr含量降低，析出氮化物或碳化物使得材料表面难以形成有效钝化膜，从而降低了渗层的耐腐蚀性能。表面氮化处理使原本耐蚀性差异较大的S1和S2两种不锈钢表现出更为相近的耐蚀性能。