奧氏體不銹鋼因其具有良好的耐蝕性能、焊接性能和冷加工性能而廣泛應(yīng)用于石油、化工、海洋、食品和醫(yī)療機械等領(lǐng)域。然而,奧氏體不銹鋼的硬度偏低(200~250HV),耐磨性能和抗刮擦性能比較差,嚴重影響了不銹鋼機械零部件的使用壽命,這在很大程度上限制了其在生產(chǎn)中更廣泛的應(yīng)用。人們一直都在尋求如何在不降低奧氏體不銹鋼耐蝕性能的前提下,提高其耐磨性能。
表1 奧氏體不銹鋼的化學(xué)成分(質(zhì)量分數(shù)wt%)
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AISI Cr Ni Mo Mn Si C Ti Fe |
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316L 17.16 10.14 2.08 1.42 0.37 0.02 0.00 bal |
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321 17.08 10.00 0.00 1.91 0.46 0.09 0.45 bal |
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304 18.45 10.54 0.00 2.00 0.32 0.07 0.00 bal |
奧氏體不銹鋼(AISI 316L、AISI 321和AISI 304)的低溫化學(xué)催化熱處理是在低溫下對不銹鋼進行過飽和表面硬化處理,處理過程中不會降低表面自由鉻的含量,從而不會降低不銹鋼原有的耐蝕性能。經(jīng)過低溫化學(xué)催化熱處理后的奧氏體不銹鋼的表面硬度值500~1200HV(依需要而定),硬化層厚度10~120μm(依需要而定),硬化后的工件基本保持不銹鋼原有的白亮色,尺寸幾乎沒有變化,表面硬化層均勻一致,并且保持了優(yōu)良的耐腐蝕性能。

圖1 奧氏體不銹鋼硬化后橫截面金相照片

圖2硬化后橫截面硬度曲線

圖3奧氏體不銹鋼硬化前后的磨損量

圖4 經(jīng)硬化處理工件和未處理工件的X射線衍射圖
硬化后的部分奧氏體不銹鋼材質(zhì)工件


