[发明专利]一种奥氏体不锈钢耐蚀强化的方法

说明书

本发明属于奥氏体不锈钢表面处理技术领域。为了解决目前对奥氏体不锈钢进行低温渗氮存在渗层薄，进行低温渗碳存在硬度和耐蚀性不理想的问题，本发明公开了一种奥氏体不锈钢耐蚀强化的方法。该方法包括：步骤S101，对奥氏体不锈钢进行低温渗碳处理，其中低温渗碳的时间为5～9H；步骤S102，对低温渗碳处理的奥氏体不锈钢进行离子轰击，清除奥氏体不锈钢表面的炭黑层，其中离子轰击温度低于步骤S101中进行低温渗碳的温度；步骤S103，对离子轰击处理后的奥氏体不锈钢进行低温渗氮处理，其中低温渗氮的时间为1～8h。采用本发明的方法，可以使奥氏体不锈钢在硬度、渗层厚度和耐蚀性方面得到综合性提升，实现对奥氏体不锈钢耐蚀强化的效果。

技术领域

本发明属于奥氏体不锈钢表面处理技术领域，具体涉及一种奥氏体不锈钢耐蚀强化的方法。

背景技术

奥氏体不锈钢因其具有高塑性、高耐蚀性、良好的焊接性能、冷加工性能、低温韧性和无磁性等而广泛应用于石油、化工、电力、交通、航空航天、航海、国防、能源开发以及轻工、纺织、食品和医药等领域。然而，由于奥氏体不锈钢自身的硬度较低，只有200～250HV，并且其耐磨性能和抗刮擦性能也比较差，因此限制了不锈钢在工程领域做更广泛的应用。

针对奥氏体不锈钢的硬度问题，通过采用传统的渗碳方法(850℃以上)或者传统的渗氮方法(500℃以上)进行处理，以提升其表面硬度。但与此同时发现，采用上述方法对奥氏体不锈钢进行处理后，其耐蚀性却出现了明显的下降，使不锈钢失去了其“不锈”的基本性能特征。

目前，通过对奥氏体不锈钢的相关研究发现，采用低温渗氮或者低温渗碳的处理方法，都可以较好的解决奥氏体不锈钢既要耐磨又要耐蚀的问题。与传统的渗氮处理和渗碳处理相比较，低温渗氮和低温渗碳可以在材料表面形成一层氮或碳在奥氏体中的过饱和固溶体层——“S相”，而获得的S相表面层可在不降低甚至提高耐蚀性的同时兼具高硬度、良好耐磨性及抗疲劳性能，从而达到奥氏体不锈钢耐蚀强化的目的。

然而，在实际应用中发现，虽然低温渗氮和低温渗碳均能达到提升奥氏体不锈钢耐蚀强化的目的，但却存在着以下的问题：当奥氏体不锈钢进行低温离子渗氮工艺(t＜450℃)处理时，由于温度较低，氮原子在基体中的扩散速度变慢，致使最终获得的S_N相层厚度较薄、承载能力降低，无法保证其使用寿命；反之，当奥氏体不锈钢进行低温离子渗碳工艺(t＜550℃)处理时，虽然温度提升获得的渗层(S_C相层)厚度和承载能力明显优于低温渗氮时获得的渗层(S_N相层)，但其硬度和耐蚀性却达不到S_N相层所具有的硬度和耐蚀性，同样无法保证其使用寿命。

发明内容

为了解决目前对奥氏体不锈钢进行低温离子渗氮存在渗层薄，进行低温渗碳存在硬度和耐蚀性不理想的问题，本发明提出了一种奥氏体不锈钢耐蚀强化的方法，以提高奥氏体不锈钢在渗层厚度、表面硬度以及耐蚀性方面的综合性能。

本发明的奥氏体不锈钢耐蚀强化的方法，具体包括以下步骤：

步骤S101，对奥氏体不锈钢进行低温渗碳处理，其中低温渗碳的时间为5～9h；

步骤S102，对经过步骤S101中低温渗碳处理的奥氏体不锈钢进行离子轰击，清除奥氏体不锈钢表面的炭黑层，其中离子轰击的温度低于步骤S101中进行低温渗碳的温度；

步骤S103，对经过步骤S102中离子轰击处理的奥氏体不锈钢进行低温渗氮处理，其中低温渗氮的温度低于步骤S101中进行低温渗碳的温度，并且低温渗氮的时间为1～8h。

优选的，在所述步骤S101中，低温渗碳的温度为550℃；在所述步骤S102中，离子轰击的温度为500℃；在所述步骤S103中，低温渗氮的温度为450℃。

进一步优选的，在所述步骤S102中，离子轰击时间为30～120min；在所述步骤S103中，低温渗氮的时间为3～8h。