于玉城， 王振玲

(黑龙江科技大学 材料科学与工程学院，哈尔滨150022)

0 引 言

Q235 钢是普通碳素结构钢，主要用于制造铁道道钉、油气管道、桥梁等户外结构件。这类零部件的腐蚀往往很严重［1］，为了提高其耐蚀性，通常采取气体渗氮的方法。常规气体渗氮工艺氮原子扩散速度慢，时间长，效率低下，而其他一些新的渗氮方法，例如离子渗氮等则需要昂贵的设备，对工件形状和尺寸也有要求。笔者期望探索一种新的渗氮方法——密封罐法来实现快速渗氮技术。即以尿素做渗氮剂，将工件和尿素放入自行制备的金属罐中密封好，然后放进加热炉中加热保温来进行渗氮。罐装法在4 h 内制备出的渗氮层，能够明显提高硬度和耐磨性［2］。但是，如何在短时间利用密封罐法制备出优质的渗氮层，仍是需要继续探讨的课题。众多研究发现，稀土元素对渗氮过程具有明显的催渗及表面改性作用［3－6］。鉴于此，文中尝试向密封罐法渗氮的尿素中添加一定量的稀土来改善渗氮层组织和性能。主要研究稀土加入量对Q235 钢渗氮组织和耐蚀性能的影响，以期确定合适的稀土加入量，为探索密封罐法快速渗氮工艺和改善Q235 钢的氮化耐蚀性提供理论依据和实验数据。

1 实验材料与方法

实验材料为Q235 钢，轧制态，化学成分为:w(C)=0.18%，w(Si)=0.02%，w(Mn)=0.47%，w(S)=0.02%，w(P)=0.01%，Fe 余量。渗氮前Q235 钢进行正火热处理，以消除应力，均匀和细化组织，提高钢的综合性能。渗氮试样尺寸为10 mm×10 mm×10 mm 和φ15 mm ×10 mm，分别用于观察组织和测试耐蚀性。渗氮前将样品表面用细砂纸打磨光滑，然后用丙酮擦洗除油。……