NAK80模具鋼硅化物滲層制備及其力學(xué)性能
NAK80具有優(yōu)異的抗腐蝕性能而被廣泛應(yīng)用,但由于含碳量低難以被硬化。Fe3Si金屬間化合物具有高的強(qiáng)度和硬度。然而,F(xiàn)e3Si的脆性問題一直是其廣泛應(yīng)用的嚴(yán)重障礙。利用熔鹽滲硅方法在 NAK80表面生成一層Fe3Si型過渡族金屬硅化物滲層可以避開Fe3Si的脆性,提高NAK80的名義屈服強(qiáng)度,拓展其應(yīng)用領(lǐng)域。熔鹽法滲硅要求溫度在1050℃左右,根據(jù)其他學(xué)者的研究結(jié)果,NaCl∶KCl∶NaF=2∶2∶1的體系具有低的初晶溫度,其平均值為587.6℃。本文通過選擇低熔點(diǎn)的熔鹽體系在800℃下對(duì) NAK80進(jìn)行滲硅處理,并對(duì)滲硅后試樣的軸向拉伸力學(xué)性能進(jìn)行初步分析。
實(shí)驗(yàn)材料選用國(guó)內(nèi)某鋼鐵集團(tuán)生產(chǎn)的連鑄態(tài)0Cr18Ni9奧氏體不銹鋼。試樣采用電火花切割法加工,表面經(jīng)金相砂紙打磨后用無水乙醇清洗,烘干后備用。中性鹽-滲硅劑中各成分按摩爾比為36%NaCl、36%KCl、18%NaF、8%Na2SiF6、2%Si的配比均勻混合,裝入氧化鋁坩堝加熱至800℃熔化,然后將準(zhǔn)備好的不銹鋼試樣放入熔融狀態(tài)下的鹽浴中并將截好的石英管(SiO2)一端伸入坩堝底部,一端暴露在外,保溫5h后空冷至室溫,用清水洗去表面的殘鹽。
以NAK80為基體,在800℃的鹵化物混合體系融鹽中保溫5h滲硅,得到富含Cr、Ni元素的以Fe3Si型金屬間化合物為主的滲層,滲層組織致密。滲硅后的試樣經(jīng)軸向拉伸斷裂后,其表面的硅化物滲層部分為脆性斷裂,內(nèi)部的不銹鋼基體為韌性斷裂。NAK80滲硅后,其名義屈服應(yīng)力有較明顯的提高。
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