渗氮温度对Inconel718合金磨损和腐蚀性能的影响

2019-10-27 投稿人 : www.hebeihongye.com.cn 围观 : 622 次

作为镍基合金家族的一员,Inconel718合金凭借其出色的机械性能而广泛用于制造,航空航天和能源行业。众所周知,Inconel 718是一种包含Ni-Fe-Cr元素的硬化合金,在700°C以上的工作温度下具有出色的耐腐蚀性和强度。

因此,它也被广泛用于重要的动力部件,例如飞机的主机,燃气轮机立柱和机器模具。但是,对于某些要求高耐磨性的区域,Inconel 718合金的应用仍然受到相应的限制。

目前,QPQ盐浴复合表面改性技术已被确定为一种无毒的新型热处理工艺,可以有效地实现高耐磨性,抗疲劳性和耐腐蚀性,并且对环境友好,可以大大改善镍-基合金。表面特性。 QPQ复合处理技术的实质是盐浴渗氮和盐浴氧化的结合。此外,QPQ过程包括六个步骤,即预清洁,预热,盐浴渗氮,盐浴氧化,后清洁和油浸。其中,预热,氮化和氧化是QPQ技术的核心步骤。预热的目的是去除残留在工件表面上的水分并形成氧化层,该氧化层有利于促进氮化并改善表面活性。氮化和氧化用于在金属表面上形成致密的氮化层和氧化膜。这些层的形成极大地改善了材料的耐磨性和耐腐蚀性。因此,可以进一步改善和优化经QPQ处理的合金材料的表面性能,以实现某些特殊应用。

但是,在当前的研究文献中,Inconel718合金的表面处理主要集中在等离子体氮化和激光熔覆处理上。氮化温度对Inconel718合金材料的耐磨性和耐蚀性影响的研究文献较好。减。因此,研究人员使用光学显微镜,X射线衍射仪,抗腐蚀和耐磨性测试来研究QPQ在不同温度下渗氮后对表面改性层的影响。

测试材料718镍基合金的主要化学成分(质量分数,%):Cr19,Ni52.5,Co5,Ti9,Al5,其余为Fe,通过线切割加工成10mm×10mm×10mm的样品块。 QPQ处理过程如下:首先将样品在空气加热炉中用加热炉加热至500°C,并保持1 h;经过预热处理后,将其直接转移到盐浴渗氮炉中进行渗氮,该炉中CNO-的浓度为29%。 (质量分数),氮化温度为590℃,620℃和650℃,氮化时间5h;氧化温度为400°C,处理时间为30分钟,然后将空气冷却至室温,清洗随炉排出的盐液。通过摩擦磨损试验,电化学,X射线衍射仪,金相显微镜和显微维氏硬度计,系统研究了在不同氮化温度下改性表面层的相组成和性能特征。

结果表明,改性表面的微观结构和相组成与氮化温度有关。 718镍基合金的表面通过QPQ处理形成,随着氮化温度的升高,层的厚度从7.5μm增加到12.5μm。该层的形成主要是由于氮的扩散。根据XRD线分析,渗透层主要由CrN和Fe4N组成。 QPQ复合盐浴渗氮技术可以显着改善镍基合金的表面性能,表面硬度高达1200 HV0.1,几乎是未经处理的三倍,而耐磨性是未经处理的样品的400倍。在高温下渗氮,主要由于CrN的形成而降低了表面耐腐蚀性,导致表面单相Cr含量的降低,导致表面电位的降低。

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