不锈钢表面“膨胀”α相层形成与强韧化机理

项目名称： 不锈钢表面“膨胀”α相层形成与强韧化机理

项目编号： No.51401062

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 一般工业技术

项目作者： 刘瑞良

作者单位： 哈尔滨工程大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 马氏体不锈钢是航空航天、核电和船舶海洋工程等领域高端装备关键件制造的重要原料。低温渗氮/碳处理可在马氏体不锈钢表层形成“膨胀”α相，即氮、碳间隙原子在α-Fe中的亚稳过饱和固溶体，综合性能优良，但其形成和强韧化机理尚不清楚，且难以快速获得单一相层，已成为制约其发展和应用的瓶颈。本申请将稀土引入到低温等离子体渗氮/渗碳/氮碳共渗过程中，经调控，在马氏体不锈钢表面快速获得单一“膨胀”α相层。基于渗层显微组织结构分析、强韧化性能表征以及“膨胀”α相电子结构、能量和性质的第一性原理计算，研究“膨胀”α相层组织结构演变规律，建立“膨胀”α相层生长动力学方程，阐明低温稀土共渗过程中渗入元素的扩散行为和稀土对“膨胀”α相结构稳定性的影响，揭示“膨胀”α相层形成与强韧化机理；形成马氏体不锈钢表面单一“膨胀”α相层调控技术，拓展现有不锈钢在高端装备关键件中的应用。因此，本研究具有重要理论研究意义和应用价值。

中文关键词： 不锈钢；“膨胀”α相；表面改性；形成机理；强韧化机理

英文摘要： Martensitic stainless steel is an important raw material used for critical components of high-end equipment in aerospace, nuclear power and shipping ocean engineering and other fields. Low temperature nitriding/carburizing of martensitic stainless steel c

英文关键词： stainless steel；“expanded” α phase；surface modification；formation mechanism；strengthening and toughening mechanism