纳米化处理显著增强不锈钢的渗氮效果
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千欣不锈钢
2007-10-23 22:47:52
在去年出版的国际著名材料科学杂志《材料学报》(Acta Materialia，2006，54：5599-5605)刊出了由中国科学院兰州化学物理研究所薛群基院士领导的小组与法国Troyes技术大学
吕坚
教授(现在香港理工大学)合作研究的最新结果“表面机械研磨纳米化对AISI 321不锈钢等离子渗氮结构与性能的影响”。
该研究工作发现，用表面机械研磨(SMAT)纳米化处理具有广泛工程应用的合金材料—奥氏体不锈钢，表面产生了纳米晶结构的改性层。研究结果表明，在较低的温度下用脉冲直流辉光等离子技术对不锈钢进行渗氮处理，与没有纳米化处理的试样相比，纳米化处理显著地增强了不锈钢的渗氮效果，有效地降低了渗氮温度，获得了厚的渗氮层和更高的表面硬度。
同时，表面纳米化预处理解决了不锈钢渗氮层浅、脆性大的问题。耐磨性能提高了3-10倍，负荷承载能力也有显著的提高。这归因于表面纳米化后低温等离子渗氮，AISI 321不锈钢表面形成了更厚的“S相”和氮的扩散层，改善了表面的硬度分布梯度。
该研究将工程上常用的不锈钢作为研究对象，从材料的表面纳米化出发，优化了奥氏体不锈钢等离子渗氮层的结构和性能。所得出的结果，不但表明了纳米结构对低温等离子渗氮具有决定性的作用，同时也显示纳米化技术在工程领域的应用有重要价值。
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