沉淀硬化不锈钢表面低温等离子体渗碳层组织结构和性能

沉淀硬化不锈钢表面低温等离子体渗碳层组织结构和性能，刘瑞良，王帅，本研究对15-5PH和17-4PH沉淀硬化不锈钢进行了低温等离子体渗碳处理。利用金相观察、X射线衍射分析对渗碳层组织和相结构进行表征，采� 标题所述的研究专注于沉淀硬化不锈钢（Precipitation Hardening Stainless Steel，PH SS）的表面处理，具体是通过低温等离子体渗碳（Low Temperature Plasma Carburizing，LTPC）技术来改善材料的组织结构和性能。15-5PH和17-4PH这两种沉淀硬化不锈钢是研究的主要对象。 低温等离子体渗碳是一种先进的表面改性技术，它在较低的温度下（本例中为460℃）将碳原子注入不锈钢表面，形成一层富含碳的化合物。这一过程可以改变材料的表面特性，如硬度和耐腐蚀性。 研究表明，经过LTPC处理后，15-5PH和17-4PH不锈钢表面形成了“双层”组织结构。这个双层结构包括含碳的“膨胀”马氏体α′C和少量的Fe3C相。马氏体α′C是由于碳的渗入导致的马氏体晶格的膨胀，而Fe3C则是铁和碳的化合物，即渗碳体。这样的组织结构变化显著提高了不锈钢的硬度，对于增强材料的耐磨性和抗疲劳性能有积极作用。 然而，值得注意的是，尽管渗碳层的硬度有所提升，但材料的耐蚀性却受到了一定影响。实验中通过电化学极化曲线方法在3.5wt%NaCl溶液中测试了渗碳层的耐蚀性能，结果显示，两种不锈钢的耐蚀性都有所降低，尤其是随着渗碳时间的延长，耐蚀性下降更为明显。对于17-4PH不锈钢，耐蚀性的变化趋势更为复杂，随着渗碳层深度的增加，其耐蚀性先是增加，然后降低。 这些发现对于理解和优化沉淀硬化不锈钢的表面处理工艺具有重要意义，尤其是在兼顾硬度提升和耐蚀性保持的平衡方面。为了提升不锈钢的整体性能，后续研究可能需要探索更先进的渗碳工艺或表面涂层技术，以在强化材料的同时，最大限度地保持或恢复其原有的耐腐蚀能力。 这篇论文首次探讨了15-5PH和17-4PH沉淀硬化不锈钢经低温等离子体渗碳后的组织结构变化以及对硬度和耐蚀性的影响，为不锈钢表面改性技术提供了新的研究方向。未来的研究应进一步深入，探究如何通过调整工艺参数来实现性能的优化。