SUS430不锈钢表面氮化处理形成复相不锈钢的组织和性能研究

发布时间：2017-12-12 06:07

  本文关键词：SUS430不锈钢表面氮化处理形成复相不锈钢的组织和性能研究

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【摘要】：SUS430不锈钢具有导热性好、膨胀系数小、耐疲劳、价格低廉等特点,已经广泛应用于生产生活的各个领域。但这类钢存在强度差、硬度低等缺点,因而限制了它的应用。最新的研究表明,低碳不锈钢经渗氮后,其高温回火组织具有高达1000HV的硬度。为了探索氮化处理形成的铁素体-奥氏体复相组织或奥氏体-马氏体双相不锈钢组织在工业应上用的可能性,本研究采用以目前被广泛应用的SUS430不锈钢为基体材料,对SUS430铁素体不锈钢板材试样进行酸洗,用以除去试样表面上的氧化皮和腐蚀物及其它杂物等,然后对酸洗后的实验进行喷砂产生喷沙效果,再一次对喷砂后的试样进行酸洗。对经过处理后的试样在LD50ZT型辉光离子渗氮炉中进行离子渗氮处理。采用显微镜(OM),X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等仪器对氮化处理后的SUS430不锈钢的显微组织进行了表征,并采用显微硬度仪(HV-1000)和液压伺服系统(MTS-810)等对不同条件处理下的试样进行硬度和拉伸力学性能测试。研究显示SUS430铁素体不锈钢经低温渗氮(570℃、36h)后,其芯部为晶粒大小均匀的铁素体,表层为晶粒相对细小的氮化层,表面平均硬度值由297.7HV提高到1197.7HV,抗拉强度为420 MPa,氮化层拉伸断口形貌为脆性断裂,芯部为韧性断裂;对其进行高温扩散(1050℃、4h)处理,其芯部为马氏体组织,表层为含氮奥氏体-铁素体的混合复相组织,表面硬度为694.8HV,抗拉强度高达1100MPa,拉伸断口形貌为韧性断裂。SUS430铁素体不锈钢经高温渗氮(1100℃、24h)后,获得了晶粒细小的表面氮化层,其组织为含氮奥氏体-马氏体双相不锈钢及部分未分解的氮化物,芯部组织为铁素体和少量马氏体。其抗拉强度有显著提高,由原来的450MPa升高到800MPa,硬度由原来的297.7HV升高到606.3HV。对其进行拉伸试验,氮化层的拉伸断口由大量的浅小韧窝构成,为典型的韧性断裂,而芯部组织断口部分为解理断裂,部分为有细小韧窝的韧脆性断裂。
【学位授予单位】：长春工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG142.71;TG156.82

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