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泵阀用2crl3马氏体不锈钢等离子体基低能氮离子注入研究
  • ISSN号:0412-1961
  • 期刊名称:《金属学报》
  • 时间:0
  • 分类:TG142[金属学及工艺—金属材料;一般工业技术—材料科学与工程;金属学及工艺—金属学]
  • 作者机构:[1]大连理工大学材料科学与工程学院表面工程研究室,大连116024
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目50725519
中文摘要:

采用等离子体基低能氮离子注入技术,在450℃,4 h改性处理核电站泵阀零部件用2Cr13马氏体不锈钢,获得了深度为10—12μm的改性层,超高氮过饱和浓度为35%—40%(原子分数),由hcp结构的ε-Fe(2-3)N相组成.改性层的硬度最大值为15.7 GPa,球-盘式摩擦学实验测定的改性层摩擦系数由原始不锈钢的1.0减至0.85,耐磨性显著提高.在3.5%NaCl溶液中,改性层的阳极极化曲线由原始不锈钢的活化溶解转化为自钝化-孔蚀击穿特征,自腐蚀电位增加至-185 mV(us SCE),维钝电流密度为10(-1)μA/cm~2,孔蚀击穿电位为-134 mV(vs SCE),抗孔蚀性能明显改善,表面改性2Cr13马氏体不锈钢满足泵阀零部件耐磨损抗腐蚀的需求.

英文摘要:

The 2Crl3 martensitic stainless steel used in pumps and valves was modified by plasma-based low-energy nitrogen ion implantation at a processing temperature of 450℃for a treatment time of 4 h.The modified layer on the 2Crl3 stainless steel had a thickness range of 10 12μm.The modified layer consisted of monophase and has a high supersaturated nitrogen concentration up to 35%—40%(atomic fraction).The microhardness of theε-Fe_(2-3)N phase layer was measured to be 15.7 GPa,and the increased wear resistance of the modified layer was obtained on a ball on disc tribometer with a decreased friction coefficient from 1.0 of the original stainless steel to 0.85.A typical course from self-passivation to pitting corrosion of the modified layer in 3.5%NaCl solution was observed with a corrosion potential of—185 mV(vs SCE),a passive current density of 10~(-1)μA/cm~2, and a pitting potential of—134 mV(vs SCE).The pitting corrosion resistance of the modified layer was improved in comparison with that of the original stainless steel with non anodic passivation.It was found that the plasma-based low-energy nitrogen ion implantation of 2Crl3 martensitic stainless steel could meet the wear and corrosion resistance requirement for use in pumps and valves.

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期刊信息
  • 《金属学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学协术协会
  • 主办单位:中国金属学会
  • 主编:柯俊
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  • 邮编:110016
  • 邮箱:shxiao@imr.ac.cn
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  • 国际标准刊号:ISSN:0412-1961
  • 国内统一刊号:ISSN:21-1139/TG
  • 邮发代号:2-361
  • 获奖情况:
  • 第一、二届全国优秀科技期刊评比一等奖,第一、二、三届国家期刊奖,国家期刊方阵"双高"期刊,第一、二、三届中国科学院科技期刊评比一等奖,中国科学院优秀期刊特别奖,第一、二、三、五届中国科协优秀科技期刊评比一等奖,中国科协精品期刊工程A类、B类,第一、二、三、四、五届中国百种杰出学术期刊,首届出版政府奖
  • 国内外数据库收录:
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