38CrMoAl鋼液相等離子體電解滲氮層對耐蝕、耐磨性能的影響.pdf

1、本文以38CrMoAl鋼為研究對象,通過液相等離子體電解滲氮的不同處理工藝,在鋼表面制備了不同的相結構及不同厚度的滲氮層。采用XRD、OM、SEM等分析手段對不同相結構與不同厚度滲氮層的相組成、截面形貌和表面形貌進行了分析。通過鹽霧腐蝕實驗、電化學極化曲線和磨損實驗研究了滲氮層相結構和滲氮層厚度對腐蝕行為及磨損行為的影響,結果表明:
　　在液相等離子體電解滲氮處理過程中,電解液配方和處理電壓對試樣表面活性氧離子和活性氫離子的比值及

2、試樣表面溫度具有重要影響;通過電解液配方及處理電壓對試樣表面活性氧離子和活性氫離子比值及表面溫度的控制,在試樣表面制備了ε-Fe2-3N、ε-Fe2-3N+FeO和ε-Fe2-3N+Fe3O4相滲氮層;隨后通過對不同處理時間的控制,在試樣表面分別制備了37μm(17μmε-Fe2-3N)、70μm(23μmε-Fe2-3N)、110μm(34μmε-Fe2-3N)的滲氮層。
　　經(jīng)液相等離子體電解滲氮處理,得到的不同相結構和不同厚

3、度滲氮層的表面形貌結構基本相同,均表現(xiàn)為火山群狀結構,并呈絮狀結構和多孔特性。其中,不同相結構的滲氮層中,ε-Fe2-3N+FeO滲氮層的“火山凸起”微區(qū)落差最小,孔隙率最低;不同厚度的滲氮層中,37μm厚的滲氮層的“火山凸起”微區(qū)落差最小,孔隙率最低。
　　鹽霧腐蝕實驗結果表明:不同相結構滲氮層的腐蝕形式均為點蝕,其中,ε-Fe2-3N+FeO相滲氮層的表面缺陷最少,點蝕傾向最小,點蝕坑呈碟盤狀,腐蝕坑深度最小,未穿透表面化合物

4、層,對基體的保護作用最好;ε-Fe2-3N單相滲氮層的腐蝕速率最小;不同滲氮層厚度條件下,70μm(23μmε-Fe2-3N)厚滲氮層具有最優(yōu)的滲層厚度和表面形貌匹配,表現(xiàn)出最好的耐腐蝕性能。
　　電化學極化曲線擬合結果表明,不同相結構滲氮層中,ε-Fe2-3N單相結構滲氮層的自腐蝕電位最正,自腐蝕電流密度最小,耐蝕性最好;不同滲氮層厚度條件下,70μm(23μmε-Fe2-3N)厚滲氮層的自腐蝕電位最正,自腐蝕電流密度最小,耐蝕