离子渗氮对2Cr13不锈钢磨损和腐蚀行为的影响
2Cr13不锈钢的离子渗氮在530℃进行5h。利用自行设计的旋转冲蚀磨损装置，研究了离子渗氮2Cr13不锈钢在液固两相介质中的冲蚀行为。通过钢球双圆盘磨损试验，研究了离子渗氮对2Cr13钢耐磨性的影响。测量了试样表面的显微硬度和冲蚀失重，用扫描电镜观察和分析了冲蚀磨损后试样表面的形貌。结果表明，离子渗氮可以显著提高2Cr13不锈钢的表面硬度和耐磨性，但由于渗氮层中氮化铬的析出，铬损失了，从而显著降低了钢的耐蚀性。
2Cr13不锈钢是一种马氏体不锈钢，广泛应用于汽轮机叶片、水轮机叶片等高塑性、耐腐蚀、冲击载荷的零件。但由于2Cr13不锈钢硬度低、耐磨性差，在叶片运转时，气流或水流中有灰尘或泥沙，不仅造成叶片腐蚀、气蚀，还会遭受固体颗粒的侵蚀和磨损，导致大部分零件过早失效。离子渗氮是改善不锈钢摩擦学性能最广泛使用的表面改性技术之一。然而，大部分的研究工作都集中在奥氏体不锈钢上，对马氏体不锈钢的研究很少，尤其是液固两相的抗冲蚀性能。本文以2Cr13马氏体不锈钢为研究对象，对比研究了离子渗氮处理对不锈钢在液固两相介质中耐磨性和抗冲蚀性的影响。
1、测试流程
1.1、试验条件和方法
检测用2Cr13不锈钢的化学成分(质量分数，%)为0.19c、0.28si、0.20mn、0.007s、0.028p、12.65cr、0.11cu、0.12ni，其余为Fe。材料高温淬火，低温回火。样品表面经过研磨和抛光，用丙酮超声波清洗15分钟，干燥，然后进行离子氮化。实验在LD-250离子氮化炉中进行。温度由WDL-31光电温度计控制。渗氮温度为530℃，渗氮时间为5h。
用HV-1000显微硬度计测量了离子渗氮试样横截面的硬度分布，加载时间为20s，加载量为0.49N。用H ITACH I S-570扫描电镜和XJL-03金相显微镜观察了试样的形貌。
1.2、磨损试验
在自制的球-2-圆盘磨损试验机上进行干摩擦试验，测定渗层在室温下的摩擦磨损性能。试验载荷为4.985N，圆盘固定，球体旋转，转速为110r/min，轨迹半径为10mm，试验在室温下进行。球摩擦副为Si3N4球，直径4.75mm，研磨后平均粗糙度Ra≤0.05μm。
1.3、侵蚀试验
试验在自制的冲蚀磨损试验机上进行，如图1所示。侵蚀环境介质有两种，第一种是近中性的砂浆介质(溶液的pH值为6.5~7.0)，由粒径为0.15~0.25 mm、含量为10%的碳化硅悬浮在5%的NaCl水溶液中组成；第二种是酸性砂浆介质，在第一种介质中加入0.5%冰醋酸，pH值为3.0~4.5。
