機(jī)械合金化制備高氮不銹鋼及高氮不銹鋼涂層的研究.pdf

1、以氮代鎳的低成本高氮不銹鋼，以其有優(yōu)異的機(jī)械性能、耐蝕性能及生物相容性倍受青睞，其研究和開發(fā)受到國內(nèi)外的高度重視。然而，氮在鐵中的溶解度僅為0.045％，為獲得高氮含量需要選擇合適的生產(chǎn)工藝。因此，本文基于機(jī)械合金化技術(shù)開展以氮和錳代鎳制備高氮不銹鋼及高氮不銹鋼涂層的研究。
　　實驗首先以氮氣為氮源，將純金屬粉末混合物在循環(huán)通氮條件下球磨，利用固-氣反應(yīng)實現(xiàn)粉末的氮化。研究了球磨時間和循環(huán)通氣次數(shù)對粉末及燒結(jié)試樣的微觀結(jié)構(gòu)、氮含量

2、、物相及性能的影響，并對氮氣條件下機(jī)械合金化制備高氮不銹鋼粉末的機(jī)理進(jìn)行探討。結(jié)果表明，增加球磨時間和循環(huán)通氣次數(shù)能增加粉末中氮含量，促進(jìn)α-Fe相向γ-Fe相的轉(zhuǎn)變，細(xì)化晶粒，同時有利于粉末燒結(jié)后試樣獲得完全的奧氏體結(jié)構(gòu)及較高的致密度、顯微硬度和耐蝕性能。
　　其次，以氮化鉻和氮氣為氮源，將氮化鉻和金屬粉末的混合物在氮氣中球磨，利用固-固反應(yīng)和固-氣反應(yīng)實現(xiàn)粉末的氮化。研究了球磨時間對粉末及燒結(jié)試樣的微觀結(jié)構(gòu)、氮含量、物相及性能

3、的影響，并對氮在機(jī)械合金化過程中的變化行為進(jìn)行合理探討。結(jié)果表明，增加球磨時間有利于粉末中的氮化鉻顆粒的溶解，增加基體粉末中的氮含量。球磨30h后，獲得氮含量為3.2%的完全奧氏體結(jié)構(gòu)的高氮不銹鋼粉末。粉末在氮氣中燒結(jié)后試樣中有氮化鐵相析出，試樣的顯微硬度高達(dá)549HV0.1。燒結(jié)試樣的耐蝕性能隨球磨時間的增加而改善。
　　最后，以430鐵素體不銹鋼為基體，利用機(jī)械合金化技術(shù)將已制備的氮含量較高的高氮不銹鋼粉末涂覆到基體表面，制備