低温液体氧氮化对奥氏体不锈钢磨损行为的影响

摘要

[目的]奥氏体不锈钢被广泛用于制造各种航空电子装备零部件，但其硬度和耐磨性欠佳。[方法]采用低温液体氧氮化技术对304奥氏体不锈钢进行表面改性处理。采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、维氏硬度计等分析了所得复合改性层的微观组织和截面显微硬度分布，通过摩擦磨损试验探究了表面改性层的耐磨性。[结果]低温液体氧氮化表面改性层由外侧致密的Fe₃O₄相和内侧富氮S相构成。S相是含氮过饱和固溶体，含有大量位错、层错和孪晶，因此硬度较高。载荷和温度会影响不锈钢样品的磨损行为，温度升高和载荷增大都会使304奥氏体不锈钢样品和低温液体氧氮化样品的平均摩擦因数轻微下降，磨损体积损失增大。不过低温液体氧氮化处理能够缩短304奥氏体不锈钢样品初始磨损阶段的持续时间，使其在载荷10 N、温度200°C条件下的最大磨损体积损失由1.086 mm³降至0.144 mm³。[结论]低温液体氧氮化处理能够显著提高304奥氏体不锈钢的耐磨性。

关键词

奥氏体不锈钢 / 低温液体氧氮化 / 微观组织 / 磨损行为