仲崇阳，孙金全，李福杰，赵宇航，杨洁，王鹏宇，张海峰，谢鲲，李文生

山东科技大学材料科学与工程学院 山东青岛 266590

1 序言

渗氮是一种常见的表面处理方法，因其工艺简单、经济性好，且处理后具有良好的耐磨性与耐蚀性而广泛应用于交通运输、石油化工、工程机械等领域。渗氮可分为液体渗氮[1]、离子渗氮[2]和气体渗氮[3]。液体渗氮又称盐浴渗氮，具有处理时间短，渗层均匀，产品稳定性及质量合格率高，以及变形小等特点，但液体盐浴中含大量的氰化物，存在较大的环境危害[4]。离子渗氮的渗层组织可控，能耗小，生产周期短，无污染，但设备投资较高。气体渗氮具有工艺简单、设备投资小等优点，但化合物层存在微孔孔隙[5，6]。此外，渗氮化合物层存在痕量的α-Fe相，形成微区电化学腐蚀，严重影响渗氮零件的耐蚀性[7]。

2 化合物层对耐蚀性的影响

渗氮化合物层的微观结构和物相组成影响其耐磨性和耐蚀性。化合物层中氮化物热力学性能不稳定，部分氮化物分解，活性氮原子结合形成氮气，在渗氮过程中向表面逸出形成孔洞，导致化合物层疏松多孔（见图1）。疏松多孔的化合物层会降低化合物层的耐蚀性，腐蚀介质通过多孔结构形成的通道进入化合物层内部，发生腐蚀[5]。FATTAH M等[6]研究了不同渗氮温度下形成多孔区对材料表面耐蚀性的影响，在疏松的孔隙内存在微弱电流，形成原电池使腐蚀加剧。

图1 纯铁渗氮过程中多孔区形成示意

通常情况下，化合物层厚且表面致密的试样耐蚀性好[8]。……