保持奥氏体不锈钢耐蚀性的渗碳工艺
渗碳工艺介绍
渗碳定义渗碳是对金属表面处理的一种，采用渗碳的多为低碳钢或低合金钢，具体方法是将工件置入具有活性渗碳介质中,加热到900--950摄氏度的单相奥氏体区,保温足够时间后,使渗碳介质中分解出的活性碳原子渗入钢件表层,从而获得表层高碳,心部仍保持原有成分. 相似的还有低温渗氮处理。
这是金属材料常见的一种热处理工艺，它可以使渗过碳的工件表面获得很高的硬度，提高其耐磨程度。
简介渗碳是指使碳原子渗入到钢表面层的过程。
也是使低碳钢的工件具有高碳钢的表面层，再经过淬火和低温回火，使工件的表面层具有高硬度和耐磨性，而工件的中心部分仍然保持着低碳钢的韧性和塑性。
渗碳工件的材料一般为低碳钢或低碳合金钢(含碳量小于0.25％)。
渗碳后﹐钢件表面的化学成分可接近高碳钢。
工件渗碳后还要经过淬火﹐以得到高的表面硬度﹑高的耐磨性和疲劳强度﹐并保持心部有低碳钢淬火后的强韧性﹐使工件能承受冲击载荷。
渗碳工艺广泛用于飞机﹑汽车和拖拉机等的机械零件﹐如齿轮﹑轴﹑凸轮轴等。
渗碳工艺在中国可以上溯到2000年以前。
最早是用固体渗碳介质渗碳。
液体和气体渗碳是在20世纪出现并得到广泛应用的。
美国在20年代开始采用转筒炉进行气体渗碳。
30年代﹐连续式气体渗碳炉开始在工业上应用。
60年代高温(960～1100℃)气体渗碳得到发展。
至70年代﹐出现了真空渗碳和离子渗碳。
原理渗碳与其他化学热处理一样﹐也包含3个基本过程。
①分解：渗碳介质的分解产生活性碳原子。
②吸附：活性碳原子被钢件表面吸收后即溶到表层奥氏体中﹐使奥氏体中含碳量增加。
③扩散：表面含碳量增加便与心部含碳量出现浓度差﹐表面的碳遂向内部扩散。
碳在钢中的扩散速度主要取决于温度﹐同时与工件中被渗元素内外浓度差和钢中合金元素含量有关。
渗碳零件的材料一般选用低碳钢或低碳合金钢(含碳量小於0.25％)。
渗碳后必须进行淬火才能充分发挥渗碳的有利作用。
工件渗碳淬火后的表层显微组织主要为高硬度的马氏体加上残余奥氏体和少量碳化物﹐心部组织为韧性好的低碳马氏体或含有非马氏体的组织﹐但应避免出现铁素体。
AISI 304奥氏体不锈钢活性屏离子渗碳
摘
要 ：利 用活性屏 离子 热处理技 术 对 ＡＩＩ３ ４奥 氏体 不锈 钢进 行 低 温 离子 渗碳 （ — Ｓ ０ ＡＳ
Ｐ ） Ｃ 处理 ， 可以在不锈 钢表 面形 成一 层 无碳 化铬 析 出的碳 的过 饱 和 固溶 体 （ ） Ｓ 相 。处理 后 的奥 氏体 不锈钢 可 以在 不降低 耐蚀性 能的 基础 上 大 幅度提 高不锈 钢 表 面的硬 度 ， 解 并 决 了不锈 钢 直流 离子 渗碳 温度均 匀性差 ， 工件存 在边缘 效应 等 问题 ， Ｓ Ｃ渗 碳试 样表 面 Ａ Ｐ
Ｋｅ ｒ ： ａ ｔ ｎｉｉ ｔ ｉ ｅ ｓ ｔ ｅ ； ｃ ｉ ｃ ｅ ｎ ｐｌ ｓ ａ ｃ ｒ ｒｚｎ ｈ ｒ ｅ ｓ； ｏ ｒ ｙ ｗｏ ｄｓ ｕｓ ｅ ｔｃ ｓ ａｎｌ ｓ ｓ ｅ ｌ ａ ｔｖｅ ｓ ｒ ｅ ａ ｍ ａ ｂｕ ｉｉ ｇ； ａ ｄｎ ｓ ｃ ｒ ｏ—
Ｓｏ ｅ ｉ ｔ ｎ ｅ ｉ ｎ ｒ ｓｓ ａ ｃ
奥 氏体不锈 钢低 温离 子表面硬 化处理 可以在 不 降低不 锈钢耐 蚀 性 能 的前 提 下 ， 幅度 提高 其 大 表 面硬度 和耐磨性 。常 用 的奥 氏体不锈 钢低 温离 子表 面硬化 处理 方 法 有 离 子 渗氮 ＿ 、 子 渗 碳＿ １离 ］ ２ ］ 和离子 氮碳共 渗［ 。其 中， ３ ］ 离子渗碳 的硬化 层厚 、
文 章 编 号 ：６ ２ ６ ８ （ ０ ０ ０ — ４ ８ ０ １ ７ — ９ ７ ２ １ ） ４０ ０ — ４
ＡＩ Ｉ ０ Ｓ ４奥 氏体 不 锈 钢 活 性 屏 离 子 渗 碳 ３
王 建 青 。王 璐 璐 。 赵 程
（ 岛科 技 大 学 机 电 工 程 学 院 ， 青 山东 青 岛 ２ ６ ６ ） ６ ０ １
ｏ ｃｉｅｓ ｒ ｅ ａ ｍａｃ ｒ ｆａ ｔｖ ｃ ｅ ｎ ｐｌ ｓ ａ ｂｕｒｚｎｇ ｔ ｃ ｏ ｏ ｉｉ ｅ ｈｎ ｌ ｇｙ （ Ｓ Ａ ＰＣ ） ．Ａ ａ ｒ ｏｆｃ ｒ ｎ ｓ ｐｅ ｓ ｔ ｒ — ｌｙｅ ａ ｂｏ ｕ ｒ ａ ｕ ａ
奥氏体不锈钢低温气体渗碳工艺研究现状
１ 奥 氏体 不锈 钢低 温气 体渗 碳原 理
工 业 等各 大领 域 。但是 奥 氏体不 锈钢 的低 硬度 和
低耐磨性能严重限制了其在使用过程 中的范围和 寿命 。
为增 强不锈 钢 的表 面 强 度 及 耐磨 损 性 能 ， 以 往 采用 的表 面强 化技 术基 本 都是 在高 温条 件下 进 行 渗碳 或者 渗 氮 的化 学 热 处 理 方 法 ， 这 种 方 法 用
（ ｏ ｅｅｏ ｃａ ｉａ ａｄ Ｐ ｗ ｒＥ ｇｎｅ ｎ ， ａ ｎ ｎ ｅｓｙｏ ｅ ｈ ｏ ｇ ， ａ ｎ １ ８ ６ Ｃ ｉ Ｃ ｌ ｇ ｆ ｌ Ｍｅｈ ｎｃｌ ｎ ｏ ｅ ｎ ｉｅｒ ｇ Ｎ ｍｉｇＵ ｉ ｒ ｔ ｆ ｃ ｎｌ ｙ Ｎ ｍｉｇ２ Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ａ ｕｓｏ ｗ —ｔ ｍ ｐｅ ａ ｕｒ ａ ｒ ｒｚｎｇ ｓ ａ ｃ Ｓｔ ｔ ｆＬｏ — ｅ ｒ ｔ ｅ Ｇ ｓＣａ ｂｕ ｉｉ ｆ ｒ Ａｕｓｅ ｉｅ Ｓｔ ｉ ｌｓ ｔ ｅ ０ ｔｎｔ ａｎｅｓＳ ｅ ｌ
Ｗ ＡＮＧ ｅ ｇ， Ｍ ｎ ＧｏＮＧ ｉｎ —ｍ ｉｇ， Ｊａ ｎ ＲＯＮＧ ｎ —ｓ ｎ Ｄｏ ｇ ｏ ｇ
奥 氏体不锈钢 低温 气体渗碳工 艺研 究现状
王 萌， 建鸣， 巩 荣冬 松
（南京 工业 大 学 机械 与动 力工程 学 院 ， 江苏 南京
２ １ １８ ６） １
摘 要： 绍 了一种提 高奥 氏体 不锈 钢表 面强度 的表 面 强化 技 术— —低 温 气体 渗碳 ， 介 综述 了该 工 艺 在 国 内外 的研 究方法及 研 究成 果 ， 并对该 技 术在 国 内的研 究趋 势进 行 了展 望 。 关键词 ： 氏体 不锈 钢 ； 奥 气体渗 碳 ； 温 低
渗碳处理相对于其他表面强化技术具有独特 的优点 ， 即工件经渗碳 后其表面强度和耐磨性大
不锈钢离子渗碳
不锈钢离子渗碳不锈钢离子渗碳技术是一种常用的金属表面处理方法，通过在不锈钢表面注入碳离子，使其在表面形成一层具有较高碳含量的渗碳层。
这种渗碳层能够显著改善不锈钢的硬度、耐磨性、耐蚀性等性能，从而延长不锈钢的使用寿命。
不锈钢是一种耐腐蚀性能优异的金属材料，主要成分为铁、铬、镍和其他合金元素。
其中，铬元素能够与氧气发生反应生成一层致密的氧化铬膜，起到防止金属继续腐蚀的作用。
然而，不锈钢的硬度相对较低，容易产生磨损和划伤，限制了其在一些高强度、高摩擦等场景中的应用。
为了解决这一问题，人们提出了不锈钢离子渗碳技术。
不锈钢离子渗碳技术的原理是将不锈钢材料放置在离子渗碳设备中，通过高温和电子轰击作用，将碳离子注入不锈钢表面。
碳离子在不锈钢表面扩散，与金属元素发生反应，形成一层富碳的渗碳层。
这种渗碳层具有较高的硬度和耐磨性，能够有效提升不锈钢的力学性能和耐磨性。
不锈钢离子渗碳技术具有以下几个优势。
首先，渗碳层的硬度远远高于不锈钢基体，能够显著提升不锈钢的抗磨性能。
其次，渗碳层的表面粗糙度较低，能够减小不锈钢材料与外界摩擦的摩擦系数，降低磨损和能耗。
再次，渗碳层的化学成分可以通过调整渗碳工艺来控制，从而满足不同应用场景对材料性能的需求。
此外，不锈钢离子渗碳技术还能提高不锈钢材料的耐腐蚀性能，延长其在恶劣环境中的使用寿命。
不锈钢离子渗碳技术在工业领域有着广泛的应用。
例如，在汽车制造中，通过离子渗碳可以将不锈钢零部件的表面硬度提升数倍，增强其抗磨性和耐腐蚀性，从而延长汽车的使用寿命。
在航空航天领域，离子渗碳技术可以提高不锈钢零部件的耐高温性能和抗疲劳性能，保证飞机在极端环境下的安全运行。
此外，不锈钢离子渗碳技术还可以应用于制造机械设备、电子产品等领域，提升产品的耐用性和可靠性。
不锈钢离子渗碳技术是一种有效改善不锈钢材料性能的方法。
通过在不锈钢表面形成富碳的渗碳层，可以提升不锈钢的硬度、耐磨性和耐腐蚀性，延长其使用寿命。
AISI 304奥氏体不锈钢低温离子渗碳工艺优化研究
AISI 304奥氏体不锈钢低温离子渗碳工艺优化研究
王建青;赵程
【期刊名称】《热处理技术与装备》
【年(卷),期】2010(031)001
【摘要】用正交实验法研究了AISI 304奥氏体不锈钢低温离子渗碳工艺.结果表明.优化后的奥氏体不锈钢低温离子渗碳工艺参数为渗碳温度500℃、
C3H8:H2:=1:30、氩气流量20 ml／min、渗碳时间6 h.用优化工艺参数处理的奥氏体不锈钢表面可获得单-的Sc相组织,硬度高达780 HV0.05.
【总页数】4页(P48-50,59)
【作者】王建青;赵程
【作者单位】青岛科技大学机电工程学院等离子体表面技术研究所,山东青岛266061;青岛科技大学机电工程学院等离子体表面技术研究所,山东青岛266061【正文语种】中文
【中图分类】TGL56.8
【相关文献】
1.AISI304和AISI316奥氏体不锈钢气体渗碳腐蚀磨损性能分析 [J], 彭恩高;周阳宁;李朋
2.用Si、Mo和Ce离子植入的奥氏体AISI304不锈钢的高温防腐性 [J], 马兵
3.AISI 304奥氏体不锈钢活性屏离子渗碳 [J], 王建青;王璐璐;赵程
4.AISI316奥氏体不锈钢低温渗碳层的组织及耐蚀性 [J], 朱云峰;潘邻;张良界;李朋;
马飞;杨闽红;童幸生;王成虎
5.AISI316L奥氏体不锈钢低温离子-气体渗碳工艺优化 [J], 周梦飞;赵程
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304不锈钢渗碳淬火硬度
304不锈钢渗碳淬火硬度304不锈钢是一种常见的不锈钢材料，具有优良的耐腐蚀性和机械性能。
在工业生产中，经常需要对不锈钢进行渗碳淬火处理，以提高其硬度和耐磨性。
本文将重点探讨304不锈钢渗碳淬火过程中的硬度特性。
让我们来了解一下304不锈钢的基本特性。
304不锈钢是一种具有18%铬和8%镍的奥氏体不锈钢。
它具有优异的耐腐蚀性，能够抵御多种化学物质的侵蚀，如酸、碱和盐等。
此外，304不锈钢还具有良好的延展性和焊接性能，广泛应用于制造业和建筑业。
然而，304不锈钢的硬度相对较低，对于一些需要高硬度的工业应用来说，其表面容易被磨损和划伤。
为了解决这个问题，人们常常选择对304不锈钢进行渗碳淬火处理。
渗碳淬火是一种表面处理方法，通过在不锈钢材料表面加入碳元素，并经过高温处理和淬火冷却，使得材料表面形成一层具有高碳含量的硬化层。
这种硬化层能够显著提高不锈钢的硬度和耐磨性。
在渗碳淬火过程中，首先需要将304不锈钢材料置于含有碳源的介质中，如固体碳化物、液体碳化物或气体碳化物等。
通过高温处理，使得碳元素渗透到不锈钢材料的表面层中。
随后，将材料迅速冷却，使得渗碳层在固溶体中析出，形成硬化层。
通过渗碳淬火处理，304不锈钢的硬度可以显著提高。
通常情况下，经过适当的处理，304不锈钢的硬度可以达到50-60 HRC（洛氏硬度），甚至更高。
这使得304不锈钢在一些需要高硬度和耐磨性的工业领域得到了广泛的应用，如汽车制造、航空航天、机械制造等。
值得注意的是，渗碳淬火处理不会改变304不锈钢的基本组织结构，仍然保持奥氏体结构。
只是在材料表面形成了一层具有高碳含量的硬化层。
这使得304不锈钢在硬度和耐磨性上得到了显著的提升，而在耐腐蚀性和其他机械性能上仍然保持良好的特性。
总结起来，304不锈钢经过渗碳淬火处理后，其硬度可以显著提高。
这种处理方法能够在不改变不锈钢的基本组织结构的前提下，形成一层硬化层，提高不锈钢的耐磨性和硬度，使其适用于更广泛的工业应用。
奥氏体不锈钢的焊接特点及焊接工艺
奥氏体不锈钢的焊接特点及焊接工艺【摘要】奥氏不锈钢的焊接技术在我国得到了广泛的使用，其虽然有很多的优点，但仍还存在许多的缺点，本文将从奥氏体不锈钢的化学成分、组织和性能，奥氏体不锈钢焊接方法，奥氏体不锈钢焊接问题及解决措施等方面去了解在这方面内容。
【关键词】奥氏体，不锈钢，焊接工艺，焊接特点一、前言不锈钢是一种广泛使用的金属材料，而且不锈钢使用的前景也是十分广阔的，我们应该深入的了解不锈钢焊接的本质和实在意义，为下一步发展打下坚实的基础。
本文的简单介绍和深入理解将会给读者带来全新的和全方位的视角去看待奥氏不锈钢的优缺点。
二、奥氏体不锈钢的化学成分、组织和性能奥氏体不锈钢基本成分为18%Cr、8%Ni，简称18- 8 型不锈钢。
为了调整耐腐蚀性、力学性能、工艺性能和降低成本，在奥氏体不锈钢中还常加入Mn、Cu、N、Mo、Ti、Nb 等合金元素，以此在18- 8 型不锈钢基础上发展了许多新钢种。
奥氏体不锈钢具有良好的焊接性、低温韧性和无磁性等性能，其特点是含碳量低于0.1%，利用Cr、Ni 配合获得单相奥氏体组织，具有良好的冷变形能力、较高的耐蚀性和塑性，可以冷拔成很细的钢丝、冷拔成很薄的钢带或钢管。
与此同时，经过大量变形后，钢的强度大为提高，这是因为除了冷作硬化效果外，还叠加了形变诱发马氏体转变。
奥氏体不锈钢具有良好的抗均匀腐蚀能力，但在抗局部腐蚀方面仍存在一些问题。
奥氏体不锈钢焊接的主要问题是：焊接接头晶间腐蚀、焊接接头应力腐蚀开裂、焊接接头热裂等。
三、奥氏体不锈钢焊接方法奥氏体不锈钢的焊接方法有很多，例如手工焊、气体保护焊，埋弧焊、等离子焊等等。
最常用的焊接方法是手工焊（MMA），其次是金属极气体保护焊（MIG/MAG）和钨极惰性气体保护焊（TIG）。
本文以石油化工行业管道安装施工中最常用的手工电弧焊及钨极氩气保护焊为例，简单描述其焊接施工中的注意事项。
1.手工焊条电弧焊，是焊接厚度在2 mm 以上的奥氏体不锈钢板最常用的焊接方法。
奥氏体不锈钢活性屏低温离子渗碳工艺研究
奥 氏体 不 锈 钢 活 性 屏 低 温 离 子 渗 碳 工 艺 研 究
赵 程 ， 建青 ， 王 王璐 璐
（ 岛科 技 大 学 机 电工 程 学 院 ， 东 青 岛 ，６ ０ ］ 青 山 ２６６）
摘 要 ： 用 活性 屏 离子 热 处理 技 术 对 奥 氏体 不 锈 铜 进 行 低 温 离子 渗 碳 （ Ｐ 处 理 ， 以在 不锈 钢 表 面 形 成 利 ＡＳ Ｃ） 可
本 可以 保 持 不 锈 钢 原 色。 通 过 对 活 性 屏 上 溅射 下 来 的 纳 米 粒 子 进 行 显 微 分 析 表 明 ， 些 粒 子 是 Ｆ 、 ｅ Ｃ 这 ｅＣ Ｆ ： ｊ 中性 粒 子 ． 在 ＡＳ Ｃ 中起 到 渗 碳 载 体 的作 用 ， Ｓ Ｃ是 一 个溅 射 一 附一 附 的过 程 。 其 Ｐ Ａ Ｐ 吸 脱 关 键 词 ： 氏体 不锈 钢 ； 奥 活性 屏 离子渗 碳 ； 米 粒 子 ； ｃ 纳 ｓ 相
中 图 分 类 号 ： ６ ８ ＴＧ１ ． ５ 文献标志码 ： Ａ 文 章 编 号 ：６４３ ４ （ ００ ０ —３８０ １ ７ ６ ４ ２ １ ） ４０ ８ —５
奥 氏体不锈 钢表 面始 终覆盖 着一 层化 学稳定 性极 佳 、 能够 自行 修 复 的 Ｃ 。） 钝 化 膜 ， 而其 ｒ（。 因 具有 优 良的耐 蚀 性 能 ， 广 泛 应用 于 石 油 、 工 、 被 化 医疗 机械 和食 品机械 等领 域 ］ 。但奥 氏体 不锈钢 硬度 低 、 耐磨 性较 差 ， 这在很 大程 度上 限制 了其应
在 不锈 钢低 温离 子 渗碳 方 面 的应 用研 究 ， 内外 国
还 未 见相关 文献 报道 。
本 文研究 了运 用活 性屏技 术 对奥 氏体不 锈钢
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过 470℃下 20 小时的渗碳过程，可以得到约 70 微米深的硬化层。经过 LTCSS 工艺处理的 316 不 锈钢与未处理的材料相比，性能有明显改善，表 面硬度从原有的 400HV 提高到 1000HV；疲劳极限 从 200MPa 提高到 325MPa；在抗腐蚀性能方面， 在 0.6mol/L 的 NaCl 溶液中，阳极点蚀电位从 +140mV 提高到+990mV。
所以奥氏体不锈钢低温渗碳处理将在低于 550℃ 条件下进行，这样就可以在不损害不锈钢原有耐 蚀性能的条件下提高其表面强度等性能。
美 国 Swagelok 开 发 的 LTCSS(Lowtemperaturecolossalsupersaturati on)技术，目前已经成熟地投入使用。其主要工
留下那种植物特有的清新的味道，那是向着阳光的生命力，不是吗
成的一层致密的氧化膜，对环境中的腐蚀起到了 屏蔽的作用。为什么常规渗碳处理会破坏奥氏体 不锈钢的耐蚀性能？这是因为在高温条件下，奥 氏体不锈钢中的 Cr 原子容易与 C 原子结合，生 成碳化铬并首先析出在渗碳层奥氏体晶界上，并 形成网状分布。由于 Cr 原子半径较大，内部 Cr 很难扩散到表层贫 Cr 层，这样就造成了表面局
1ci0f6c7f 金世豪/
艺步骤如下：在处理前对奥氏体不锈钢表面做预 处理，称为合金表面活化。该活化过程采用纯 HCl 与 N2 混合气体，在 250℃下保温 2 小时。HCl 能 有效去除奥氏体不锈钢表面的氧化铬钝化膜组 织，而添加 N2 的目的是为了在常压条件下，创 造一个非氧化环境，从而保证基体中的铬原子不 会再次被氧化，避免钝化膜重新生成。然后，通
锈钢无法同时拥有良好的耐蚀性能和力学性能 的窘境，就能极大地提高其应用范围。
不锈钢的耐蚀性能主要是因为钢中添加了 一定浓度的 Cr 元素。一方面，Cr 在铁基体中达 到一定含量时可以使铁的电极电位获得一个跳 跃式的升高；另一方面，Cr 元素在不锈钢表面形
留下那种植物特有的清新的味道，那是向着阳光的生命力，不是吗பைடு நூலகம்
奥氏体不锈钢具有良好的抗腐蚀性能，并具 有良好的韧性、易加工性、焊接性及耐热性，但 缺点是硬度、抗磨损性能、抗疲劳性能较低。对 奥氏体不锈钢进行渗碳处理，是一种有效的表面 强化方法，可惜常规渗碳工艺对奥氏体不锈钢耐 蚀性能的损害很大。所以，开发一种不损害奥氏 体不锈钢耐蚀性的渗碳处理方法，化解奥氏体不
部贫铬，不锈钢的致密 Cr2O3 氧化膜防护层也被 破坏。
因此，在不损害奥氏体不锈钢耐蚀性能的条 件下进行渗碳处理的前提，是保证碳化物不被析 出。由于铬的碳化物是在高温范围的一定的温度 区间形成的，因此，要避免碳化物的形成与析出，
留下那种植物特有的清新的味道，那是向着阳光的生命力，不是吗
就必须在适当低的温度区间内进行渗碳。在这个 温度条件下，由于 C 的原子半径较小，以间隙机 制扩散，渗碳后 C 原子可以扩散到奥氏体不锈钢 晶格内，形成固溶体；而 Fe、Cr 原子半径较大， 只能以交换机制扩散，在没有足够扩散激活能的 条件下，Fe、Cr 原子无法移动。这样就保证了 Cr 的碳化物无法形成。铬的碳化物在 550℃生成，