沉淀硬化不銹鋼機械能助滲鋁工藝研究
沉淀硬化無錫不銹鋼因具有高的強韌性配合,且在動、靜載荷下具有低的應(yīng)力集中敏感性,,因而廣泛用于宇航的承力,、耐熱,、耐蝕的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)部件。但在其服役環(huán)境中,沉淀硬化無錫不銹鋼常因其耐磨及耐蝕性能不足而導(dǎo)致材料使用壽命降低,必須對材料進行表面處理來提高材料的性能,,滲鋁是其中最有效和實用的手段。鋼材經(jīng)過滲鋁后,,表面能形成致密的氧化鋁膜,,可以大大提高材料的耐磨性、耐蝕性以及抗氧化性能,,廣泛應(yīng)用于石油化工,、冶金及航空工業(yè)中。
由于沉淀硬化無錫不銹鋼的時效溫度一般在600℃以下,,常用滲鋁工藝如固體滲鋁,、熱浸鍍鋁等滲鋁溫度都比600℃高,都會導(dǎo)致基體材料力學(xué)性能的改變,為了不改變基體材料的力學(xué)性能,,必須進行低溫滲鋁,。物理氣相沉積(PVD)滲鋁工藝可以實現(xiàn)低溫滲鋁(滲鋁溫度400℃左右),但其滲層結(jié)合力較差,、設(shè)備昂貴等缺點制約了其應(yīng)用。
機械能助滲鋁作為有效的低溫滲鋁工藝,,由于其能降低滲鋁溫度和縮短滲鋁時間,,一直以來為諸多科研工作者所重視。對于機械能助滲鋁的早期研究,,多數(shù)以普通低碳鋼為滲鋁對象,,而對無錫不銹鋼,特別是沉淀硬化不銹鋼的低溫滲鋁工藝鮮有報道,。本文采用機械能助滲鋁工藝,,在500℃對沉淀硬化不銹鋼進行滲鋁,在保證基體材料的力學(xué)性能基本無損耗的情況下,,得到了硬度是基體2倍多的滲層,。
采用Φ20mm×3mm的片狀和標(biāo)準(zhǔn)拉伸(Φ5mm)、沖擊(10mm×10mm×55mm)的1Cr14Ni4Mo3N沉淀硬化無錫不銹鋼試樣,。實驗所用的滲劑主要由鋁粉,、鋁鐵粉、氧化鋁及氯化銨等組成,。實驗前,,對試樣依次進行砂紙打磨、堿洗,、酸洗,、水洗、吹干等處理,,然后與滲劑一起均勻放入滾筒中,,加蓋密封后于RG2-6-6保護氣氛旋轉(zhuǎn)電爐中加熱至500℃,保溫8~12h,,爐冷到300℃以下時將滲件取出空冷,,然后水洗吹干。
通過機械能助滲鋁,,沉淀硬化不銹鋼經(jīng)500℃×10h的滲鋁,,得到厚11μm的滲鋁層。滲鋁層的硬度是基體的2倍多,。機械能助滲鋁工藝沒有改變基體材料的力學(xué)性能,。