低温低压电弧等离子体渗氮处理316不锈钢的耐腐蚀性能

杨文进^1,2，赵彦辉²，沈明礼²，刘占奇²，肖金泉²，宫骏²，于宝海²，孙超²

1. 中国科学技术大学材料科学与工程学院2. 中国科学院金属研究所

摘 要：在低温下对316奥氏体不锈钢进行低压电弧等离子体渗氮处理,研究了渗氮处理对不锈钢耐腐蚀性能的影响。结果表明:渗氮层有两个子层,由纳米晶扩张奥氏体和少量的Cr N化合物组成的外表层和单一结构的扩张奥氏体内层。由于低压电弧等离子体浓度高,在400℃渗氮1 h得到的渗氮层厚度达到15μm,表现出很高的渗氮速率。纳米晶外表层是渗氮不锈钢耐腐蚀性能的关键,促进了钝化膜的生成,渗氮后试样表面形成的钝化膜厚度达到27 nm,比原始不锈钢钝化膜的2倍还多。渗氮不锈钢试样的腐蚀电流(3.55×10^-8A/cm²)比基材的腐蚀电流(1.99×10^-7A/cm²)降低一个数量级,表明渗氮后试样的耐腐蚀性能提高了。

关键词：材料失效与保护;低压电弧等离子体渗氮;纳米晶扩张奥氏体;渗氮速率;耐腐蚀性能;