稀土对等离子体电解渗碳层组织结构和性能的影响

摘要：

目的 研究稀土对液相等离子体电解渗碳层组织结构和性能的影响.方法 将稀土 LaCl3·7H2O 和CeCl3·7H2O添加到电解液中,在17-4PH不锈钢表面制备有无稀土添加的液相等离子体电解渗碳层.通过扫描电子显微镜、金相显微镜、X射线衍射仪分析渗层的表面形貌、截面组织和相结构,利用维氏硬度计、洛氏硬度计和摩擦磨损试验机评价渗层的硬度、塑韧性和耐磨性.结果 渗碳层主要由碳化物、"膨胀"α相和少量铁氧化物组成,稀土LaCl3·7H2O和CeCl3·7H2O均可以促进等离子体电解渗碳层表面碳化物的生成,且稀土CeCl3·7H2O可以有效抑制渗层表面铁氧化物的生成.添加稀土LaCl3·7H2O和CeCl3·7H2O后,渗层表面多孔化合物层厚度由 20 μm分别减小至 15 μm和 8 μm,致密层+扩散层的厚度从 20 μm分别增加至46 μm和 45 μm.添加稀土LaCl3·7H2O和CeCl3·7H2O后,渗层的有效硬化层厚度可达 70 μm,是不加稀土时的 3倍以上,截面硬度呈梯度分布.添加稀土LaCl3·7H2O和CeCl3·7H2O后,渗层表面洛氏压痕附近的径向裂纹出现了明显的偏转.添加稀土LaCl3·7H2O可使摩擦前期摩擦因数显著降低至 0.14,磨痕宽度减至 534 μm,主要发生氧化磨损、化合物层剥落和磨粒磨损,而添加稀土CeCl3·7H2O可使摩擦因数一直维持在 0.21左右,磨痕宽度显著减少至226 μm,主要发生轻微的磨粒磨损.结论 稀土LaCl3·7H2O和CeCl3·7H2O均可以改善渗层表面质量,提高等离子体电解渗碳层的耐磨性,且稀土CeCl3·7H2O的效果更显著.

关键词：不锈钢、等离子体电解渗碳、稀土、组织结构、耐磨性

所属期刊栏目：52

分类号：TH117

资助基金：黑龙江省自然科学基金项目;国家自然科学基金

在线出版日期：2023-06-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：61-69,79