热作工具钢及奥氏体不锈钢均有较高的Cr元素含量,并在工程领域中得到了广泛的应用。由于奥氏体不锈钢难以用传统的热处理方法获得足够的硬度,因而主要被用作耐蚀材料,同时,由于较低的表面硬度及负载能力,也限制了其在耐磨领域的应用。对渗硼AISIH13热作工具钢及AISI304不锈钢进行了研究。利用盐浴槽在800~950℃范围内分别经3h、5h、7h进行渗硼处理,浆盐浴由硼砂、硼酸及硅铁组成。利用X射线衍射分析钢材表面渗硼层结构,出现了FeB、Fe2B、CrB及Ni3B相衍射峰。
结论:
利用传统的盐浴硼化处理可以在AISIH13热作模具钢及AISI304奥氏体不锈钢表面形成无氧化的、性能优良的硼化物涂层。在H13钢表面上生成的硼化物层具有粗糙的微观形貌,而304不锈钢表面上生成的渗层较为平滑,这与渗层中出现的合金元素密切相关。
在H13钢及304钢表面利用热化学法生成的硼化物涂层分别由FeB、Fe2B、CrB和FeB、Fe2B、CrB、Ni3B相组成。
与H13钢渗层相比,304钢渗层具有更高的硬度值。钢中的Cr、Ni元素是不锈钢渗层获得高硬度的主要原因。
随着渗硼处理温度的提高及处理时间的延长,H13钢及304钢表面粗糙度呈上升趋势。
提高渗硼处理温度或延长处理时间会导致硬而脆的FeB层厚度增加,从而降低渗层的断裂韧性及结合强度。(铱叶)