摘要
为提高不锈钢的耐磨性能，人们对不锈钢进行了渗氮研究，发现在对不锈钢进行渗氮的时候，N元素将会扩散到基体当中，与不锈钢中的Cr元素结合生成CrN，造成不锈钢表面贫铬，导致不锈钢表面耐蚀性降低。可见，渗氮虽然提高了不锈钢的硬度，却以牺牲不锈钢的表面耐蚀性为代价。为了防止双相不锈钢在渗氮过程中析出Cr元素，降低渗氮温度是一个有效的策略。然而，降低温度也就意味着渗氮的时候达不到N元素的渗氮扩散激活能，会使得渗氮效果不理想，因此，通过特定的表面预处理来促进渗氮，降低渗氮温度的研究就具有良好的工程应用价值。 盐浴渗氮是在熔融渗氮盐中进行渗氮的热处理工艺，相比于气体氮化，其优点是适用于小批量多品种的零部件。近年来不锈钢经喷丸后再进行渗氮的研究已有不少报道，但喷丸后进行盐浴氮化的研究相对少见，特别是有关双相不锈钢经喷丸盐浴氮化后在含砂子腐蚀介质中的冲刷腐蚀行为的研究就更为鲜见。 本文以2205双相不锈钢为研究对象，先对试样表面进行喷丸处理，接着对渗氮时间进行优化，最后对双相不锈钢进行了不同温度的盐浴渗氮处理。采用扫描电子显微镜、金相显微镜、X射线衍射仪和透射电镜等仪器对渗层组织进行了分析和表征。采用动电位极化曲线测试、电化学阻抗谱测试等方法研究了2205双相不锈钢渗氮前后试样的耐蚀性能。利用自制的模拟冲刷腐蚀装置研究了经不同处理试样在不同模拟环境中的冲刷腐蚀行为规律。在滑动磨损试验机上研究渗氮层的摩擦磨损特性，得到了以下主要研究结果： 1、双相不锈钢在进行喷丸后，耐蚀性有所增加，这是因为经过超声喷丸处理后，试样表层形成了大量的晶体缺陷，这些缺陷促进了钝化膜的形成并使钝化膜更加致密。 2、在相同渗氮时间下，渗氮温度是影响试样表面硬度的主要因素，与465℃渗氮温度相比，565℃渗氮温度下获得的渗层硬度更高，因为氮原子在565℃时，获得能量更高，所以它更加容易渗入试样表面。 3、摩擦磨损试验表明，与原始样品相比，经超声喷丸预处理后再渗氮的试样的耐磨性明显提高，表现为摩擦因数降低，磨痕宽度变窄。 4、在465℃渗氮温度和4h渗氮时间条件下，未喷丸处理试样的自腐蚀电位为-0.767V，腐蚀电流密度为6.21μA/cm2，喷丸处理试样的自腐蚀电位为-0.803V，腐蚀电流密度为13.8μA/cm2，喷丸预处理渗氮试样的耐蚀性较低；在565℃渗氮温度和4h渗氮时间下，未喷丸处理试样的自腐蚀电位为-1.03V，腐蚀电流密度为3.55μA/cm2，喷丸处理试样的自腐蚀电位为-1.05V，腐蚀电流密度为30.7μA/cm2，喷丸预处理渗氮试样的耐蚀性较低。 5、经无砂和在含砂的NaCl溶液的冲刷腐蚀试验表明，在无砂NaCl溶液单相介质中，各类试样的冲刷腐蚀以腐蚀为主，而在含砂NaCl溶液双相介质中，各类试样的冲刷腐蚀则存在冲刷和腐蚀的相互作。经喷丸加渗氮处理后，相比无喷丸预处理渗氮层，增强了了不锈钢的耐冲刷腐蚀性能。因此，在通过渗氮提高不锈钢的耐磨性和耐蚀性受损之间应考虑一个平衡点。
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