900℃下熔盐法渗硅对304不锈钢渗硅其渗层在质量及性能方面的差别 田亮亮
（兰州工业学院 材料工程系 材料成型10班，兰州 730050）
摘 要：渗硅能够显著提高金属材料的耐酸性和耐热性，特别是对非氧化性算具有突出的抗蚀力。然而，由于工业设别和需要等各方面的原因，至今渗硅仍是一种不太成熟的工艺，其中许多方法正处在实验研究阶段，未像渗铝、渗铬那样投入工业规模的生产。本次通过采用熔盐法渗硅所得到的渗硅层在质量及性能方面的差别，分析熔盐法渗硅层的形成机理，采用熔盐法渗硅能使不锈钢表面形成致密的渗硅层，但在同温度（900℃）不同时间下通过对获得的渗层厚度比较。 关键词:AISI 304不锈钢；硅化物渗层;熔盐法渗硅。
AISI304不锈钢（国内牌号0Cr18Ni9）不锈钢它广泛地用于制作要求良好综合性能的设备和机件，热处理后不会硬化，且常温加工性能好，有着广泛的发展前景。由于其在某些特定环境中仍会生锈，所以为了使0Cr18Ni9不锈钢具有更好的利用价值，在其表面镀膜以达到抗氧
化的能力，增加其硬度。渗硅可以很好的达到这一效果。渗硅就是将金属工件放在含有渗入金属元素硅的渗剂中，加热到一定温度，保持适当时间后，渗剂的热分解所产生的渗入元素的活性原子便被吸附到工件表面，并扩散进入工件表层，从而使工件表面层的化学成分，组织及性能改变的过程。钢铁表面渗硅能够有效改善钢材在高温条件下的抗氧化性及在腐蚀介质中的耐热蚀性, 而且还可以提高钢材表面的耐磨性, 从而延长工件的使用寿命。将金属工件放在含有渗入金属元素硅的渗剂中，加热到一定温度，保持适当时间后，渗剂的热分解所产生的渗入元素的活性原子便被吸附到工件表面，并扩散进入工件表层，从而改变工件表层的化学成分，组织和性能。渗硅钢除具有抗高温氧化性外, 兼具抗渗碳性, 使其在冶金、石油化工、电力、制造等行业有广泛应用。 通常情况下，高温合金中有足够高的头脑风暴2011Al，Cr，Si吕冠成，这些元素在高温环境下发生选择性氧化，在表面形成完成致密的保护膜，从而赋予合金优良的抗高温氧化性能。Si，Cr元素共从的合金体系，比只含Si或只含Cr的体系高温抗氧化性更佳。因为优先生成的SiO2能够为随后生成的Cr2O3提供更多的形核点，从而更有利于保护性氧化膜的生成电梯论坛 。另一方面SiO2保护层能够进一步阻止因元素Cr由基体向外扩散而加剧的材料氧化。利用熔盐渗硅法在0Cr18Ni9不锈钢表面生成一层过度族金属硅化物渗层可以大幅度改善其在腐蚀介质中的耐
热蚀性以及水环境等腐蚀条件下的耐蚀性，从而进一步扩展 0Cr18Ni9不锈钢的应用领域。熔盐法渗硅是用熔融盐浴作为载体，另加入渗硅剂，使之悬浮于浴盐中，利用盐浴的热运动使渗剂与工件表面接触，实现渗硅。通常熔盐法渗硅要求温度在1050℃左右，通过选择合适的熔盐体系在900℃下对AISI 304不锈钢进行了渗硅处理，渗硅一小时的渗层厚度约为60um，此厚度随时间的增加而增厚。随之工件的力学性能也得到了较大的改善。
熔盐法渗硅在900℃下氧化过程中形成的氧化膜致密，在氧化过程中硅元素由基体向外进行上坡扩散，与扩散进来的氧结合成SiO2，Cr元素通过上坡扩散富集于渗层和氧化膜界面处，形成有SiO2，Cr2O3组成的内层氧化膜，其与Fe2O3组成的外层氧化膜共同构成具有优异抗氧化性的渗层氧化膜。
影响渗硅的因素有渗硅层的组织、形成速度和性能取决于温度、时间、钢的化学成分、深入的方法、深入介质的成分等。在这主要讨论时间的影响。反应层扩散厚度随着渗硅时间的延长而增加。
总结： 为了对硅化物渗层有一个深入的了解，我们将通过实验对0Cr18Ni9不锈钢试样在900℃下不同时间进行盐浴渗硅，并究其一些参数的变化做研究分析。同时得知900℃下
渗硅时间对304不锈钢表面金属硅化物渗层的影响 。
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