张蓬予， 朱新河， 付景国， 马春生， 马圣林， 刘 建

(大连海事大学轮机工程学院,大连 116026)

低碳钢因其韧性、强度高、低成本、易加工等优点,在国防、制造等行业中被广泛使用,但又因表面磨损及腐蚀失效等劣势,限制了其使用及推广[1-3]。为了降低材料因磨损造成的损失,一般采用热喷涂[4]、电镀[5]、激光熔覆[6]、渗碳渗氮等处理方式提高材料耐磨性能。气体渗、离子渗等方法都属于传统的渗碳、渗氮以及碳氮共渗工艺,此类方法生产效率低，而且因为受热严重,工件容易发生形变,能耗也比较高[7-9]。基于微弧氧化的液相等离子体电解渗透是一种较新的表面改性技术,通过将工件放置在特定的电解液中来执行,整个工件受热轻微,很短时间即可获得高硬度、耐磨和耐腐蚀的渗透层[10-14]。

Nie等[15]采用直流电源对316不锈钢进行碳氮共渗,渗层摩擦系数及磨损率均明显降低,耐腐蚀性能显著提高；Yerokhin等[16]研究了碳氮共渗层的微观结构、机械性能和摩擦学性能,结果表明渗层在摩擦磨损测试中,摩擦系数及磨损率均明显降低；Shen等[17]将Q235在乙醇胺体系电解液中进行等离子电解碳氮共渗处理,获得70 μm厚的渗层,最高硬度可达750 HV,是基材的4.5倍,试样的耐磨性也有明显提高；马颖等[18]在45钢表面实现了以渗碳为主的碳氮共渗,获得表面改性层,硬度高达480 HV,为基体的1.5倍；杨群等[19]在40Cr钢表面经10 min碳氮共渗获得了厚度为38 μm的渗层,表面为多孔形貌,观察截面微观结构可以看出渗层由一层过渡层和两层白亮层组成,显微硬度最高可达650 HV,而且试样的腐蚀速率远小于基体。……