奧氏體不銹鋼通過(guò)表面處理能夠在其表面形成一層致密的鈍化膜（Cr2O3)，具有良好的耐蝕性，廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、食品、化工等工業(yè)領(lǐng)域。然而，奧氏體不銹鋼的硬度以及耐磨性較差，限制了其在一些工程領(lǐng)域的應(yīng)用。
工程上常用氮碳共滲、QPQ、滲金屬及離子滲氮等表面改性方法來(lái)提高奧氏體不銹鋼表面硬度和耐磨性，其中離子滲氮具有滲層均勻、工藝簡(jiǎn)單、重復(fù)性好以及滲氮溫度較低、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)而得到表面工程領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。
研究表明，離子滲氮可顯著提高不銹鋼表面硬度及耐磨性。然而實(shí)際應(yīng)用中，傳統(tǒng)離子滲氮存在明顯不足：工藝周期長(zhǎng)，為獲得滿足性能要求的滲層厚度通常需要幾十小時(shí)的處理時(shí)間，由此使離子滲氮能源消耗大，工藝成本高，設(shè)備利用率低。同時(shí)，奧氏體不銹鋼在通常溫度下（500℃以上）進(jìn)行離子滲氮還存在因Cr的滲氮物析出而導(dǎo)致的耐蝕性下降等問(wèn)題。為此，必須采用450℃以下低溫離子滲氮以確保耐蝕性，而低溫離子滲氮存在的滲速低、工藝周期長(zhǎng)問(wèn)題尤顯突出。
因此，研究在不降低奧氏體不銹鋼耐蝕性基礎(chǔ)上，具有較高效率的低溫離子滲氮表面改性技術(shù)具有重要的科學(xué)研究和工程應(yīng)用價(jià)值。研究人員首次探索研究低氣壓對(duì)304奧氏體不銹鋼低溫離子滲氮組織與性能的影響，發(fā)現(xiàn)低壓能有效加速304奧氏體不銹鋼低溫離子滲氮滲速，采用SEM分析了改性?shī)W氏體不銹鋼截面顯微組織，研究了低溫低壓離子滲氮后304奧氏體不銹鋼的硬度和耐磨性。
實(shí)驗(yàn)材料為304奧氏體不銹鋼，其化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）為：0.06C，18.8Cr，8.3Ni，0.40Si，0.037P，0.003S，0.21Mo，0.31Cu，其余Fe。在LD-8CL直流等離子體滲氮爐中進(jìn)行離子滲氮，氮?dú)馀c氫氣比例為24∶76，滲氮溫度400℃，時(shí)間8h，預(yù)設(shè)定壓力值分別為80、100、120和160Pa，進(jìn)行低壓離子滲氮。為分析比較低壓對(duì)離子滲氮的影響效果，同時(shí)采用較高氣壓400Pa進(jìn)行離子滲氮。試驗(yàn)結(jié)果表明：
?。?）400℃、8h對(duì)304奧氏體不銹鋼進(jìn)行低氣壓離子滲氮，滲層厚度隨氣壓降低而增加，氣壓為100Pa時(shí)，滲層厚度達(dá)到最大值51.7μm。當(dāng)氣壓降低到80Pa時(shí)，滲層厚度略微降低。
?。?）低溫離子滲氮處理后，304奧氏體不銹鋼表面硬度大幅度提高，在氣壓為100Pa時(shí)，硬度達(dá)到極大值1100HV0.01。
?。?）低溫離子滲氮處理后，304奧氏體不銹鋼耐磨性得到極大改善，與未經(jīng)處理的304奧氏體不銹鋼試樣相比，其耐磨性提高了7倍左右，其中氣壓為80Pa和100Pa時(shí)耐磨性相對(duì)較佳。
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