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行业技术|脉冲单电源等离子表面渗铬层组织分析

   更新日期:2017-03-26     来源:建材之家    作者:博一建材  浏览:65    评论:0    
核心提示:表面耐腐蚀性能直接影响着材料的使用性能,许多材料往往由于表面被腐蚀而失效。不锈钢是良好的耐腐蚀材料,其中含有大量的合金元素Cr。表面渗铬能显著改善碳钢的表面性能。传统的表面渗铬方法有固体法、气体法和盐浴法等,但存在效率低,工艺周期长,以及劳动条件比较恶劣等问题。通过研究单个脉冲电源在Q195钢表面进行等离子渗铬工艺,对渗层的厚度、成分及相结构进行了分析总结。实验所用的基体材料(试样)为Q195钢,
博一建材讯:表面耐腐蚀性能直接影响着材料的使用性能,许多材料往往由于表面被腐蚀而失效。不锈钢是良好的耐腐蚀材料,其中含有大量的合金元素Cr。表面渗铬能显著改善碳钢的表面性能。传统的表面渗铬方法有固体法、气体法和盐浴法等,但存在效率低,工艺周期长,以及劳动条件比较恶劣等问题。通过研究单个脉冲电源在Q195钢表面进行等离子渗铬工艺,对渗层的厚度、成分及相结构进行了分析总结。

实验所用的基体材料(试样)为Q195钢,尺寸为20mm×70mm×3mm,表面经打磨抛光处理;Φ6mm×25mm铬丝提供渗铬的原材料,其成分(质量分数,%)为:64Cr,其余为铁;在DLS-10等离子渗金属试验设备内进行离子渗铬工艺,铬丝和试样置于设备辅助阴极内。用WDL-31型光电温度计测量试样温度;然后对渗铬层进行显微组织观测、形貌观测和成分分析,并分析渗铬层相结构。

等离子渗铬工艺参数:极限真空度2Pa,工作气压25~35Pa,阴极电压650~750V,占空比0.4~0.75,温度:850℃和1100℃,保温时间:6h和4h,随炉冷却。

利用脉冲单电源可以方便地进行等离子表面渗铬工艺,在850℃的条件下,渗层和基体之间有两条明显的分界线,说明在渗铬过程中发生了两次反应扩散相变,有两种新的反应相生成;在1100℃的条件下,渗层和基体之间有一条明显的分界线,说明在渗铬的过程中,发生了一次反应扩散相变,有一种新的反应相生成。850℃得到的渗层厚度为170μm,表面的含铬量达9.25%,渗铬层主要相组成为Fe-Cr固溶体;1100℃得到的渗层厚度为140μm,表面的含铬量达40%以上,渗层是由沉积层+扩散层组成。沉积层的形成阻碍了扩散层的进一步加厚,这主要是由于铬的扩散遇到了不致密的孔洞层所致。渗铬的固溶体层主要相组成为Fe-Cr。

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