高师理科学刊2024,Vol.44Issue(9) :44-48.DOI:10.3969/j.issn.1007-9831.2024.09.008

稀土元素对2205双相不锈钢500℃离子渗氮动力学的影响

Effect of rare earth elements on plasma nitriding kinetics of 2205 duplex stainless steel at 500℃

盛文萍 由园 王逸凡 王妍 许诗淼 顾峰 王超会 程伟东
高师理科学刊2024,Vol.44Issue(9) :44-48.DOI:10.3969/j.issn.1007-9831.2024.09.008

稀土元素对2205双相不锈钢500℃离子渗氮动力学的影响

Effect of rare earth elements on plasma nitriding kinetics of 2205 duplex stainless steel at 500℃

盛文萍 1由园 1王逸凡 1王妍 1许诗淼 1顾峰 2王超会 2程伟东2
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作者信息

  • 1. 齐齐哈尔大学 材料科学与工程学院,黑龙江 齐齐哈尔 161006;齐齐哈尔大学 黑龙江省聚合物基复合材料重点实验室,黑龙江 齐齐哈尔 161006
  • 2. 齐齐哈尔大学 材料科学与工程学院,黑龙江 齐齐哈尔 161006
  • 折叠

摘要

对 2205 双相不锈钢在NH3中 500℃有无稀土等离子体渗氮动力学(8,16,24 h)进行了对比研究.含稀土(La)渗氮 8 h时,有效硬化层(78.3 μm)、化合物层(58.3 μm)、扩散层(20.0 μm)增厚率都是最高的,分别为 33.8%,17.8%,122.2%.试样渗氮24 h后,表面硬度最高为 1 866.7 HV0.025,渗氮层最高硬度为 1 782 HV0.025,是芯部硬度(365 HV0.025)的4.9倍.稀土等离子体渗氮后,γ'-Fe4N衍射峰变高,峰值变强,稀土的加入减少了ε-Fe2-3N相的析出.相较于无稀土等离子体渗氮,加入稀土后的扩散系数K提高了22.8%,达到了1.51×10-13 m2·s-1.

Abstract

A comparative study was conducted to examine the plasma nitriding kinetics of 2205 duplex stainless steel in NH3 with and without rare earths at 500℃(8,16,24 h).The effective hardening layer(78.3 μm),compound layer(58.3 μm),and diffusion layer(20.0 μm)thickening rates at 8 hours of nitriding with rare earths(La)were all the highest,33.8%,17.8%,and 122.2%,respectively.The maximum surface hardness of the specimen after 24 hours of nitriding is 1 866.7 HV0.025,and the maximum hardness of the nitrided layer is 1 782 HV0.025,which is 4.9 times of the core hardness(365 HV0.025).The γ'-Fe4N diffraction peak becomes higher and stronger after plasma nitriding with rare earth,and the addition of rare earths reduces the precipitation of ε-Fe2-3N phase.The diffusion coefficient K increased by 22.8%to 1.51×10-13 m2·s-1 with the addition of rare earths compared to plasma nitriding without rare earth.

关键词

2205双相不锈钢/稀土等离子体渗氮/显微组织/动力学

Key words

2205 duplex stainless steel/plasma nitriding with rare earth/microstructure/kinetics

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基金项目

国家自然科学基金项目(51401113)

黑龙江省自然科学基金项目(E2016069)

黑龙江省高校基本科研业务费项目(145209302)

出版年

2024
高师理科学刊
齐齐哈尔大学

高师理科学刊

影响因子:0.351
ISSN:1007-9831
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