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保持304不銹鋼精密管耐蝕性的滲碳工藝

304不銹鋼精密管的耐蝕性能主要是因為鋼中添加了一定濃度的Cr元素。一方面，Cr在鐵基體中達到一定含量時可以使鐵的電極電位獲得一個跳躍式的升高；另一方面，Cr元素在表面形成的一層致密的氧化膜，對環(huán)境中的腐蝕起到了屏蔽的作用。而對304不銹鋼精密管進行滲碳處理，是一種有效的表面強化方法，可惜常規(guī)滲碳工藝會降低其耐蝕性。

為什么常規(guī)滲碳處理會破壞奧氏體不銹鋼管的耐蝕性能？這是因為在高溫條件下，鋼管中的Cr原子容易與C原子結(jié)合，生成碳化鉻并首先析出在滲碳層奧氏體晶界上，并形成網(wǎng)狀分布。由于Cr原子半徑較大，內(nèi)部Cr很難擴散到表層貧Cr層，這樣就造成了表面局部貧鉻，不銹鋼的致密Cr2O3氧化膜防護層也被破壞。

因此，在不損害304不銹鋼精密管耐蝕性能的條件下進行滲碳處理的前提，是保證碳化物不被析出。由于鉻的碳化物是在高溫范圍的一定的溫度區(qū)間形成的，因此，要避免碳化物的形成與析出，就必須在適當(dāng)?shù)偷臏囟葏^(qū)間內(nèi)進行滲碳。

在這個溫度條件下，由于C的原子半徑較小，以間隙機制擴散，滲碳后C原子可以擴散到奧氏體不銹鋼晶格內(nèi)，形成固溶體；而Fe、Cr原子半徑較大，只能以交換機制擴散，在沒有足夠擴散激活能的條件下，F(xiàn)e、Cr原子無法移動。這樣就保證了Cr的碳化物無法形成。鉻的碳化物在550℃生成，所以304不銹鋼精密管低溫滲碳處理將在低于550℃條件下進行，這樣就可以在不損害管材原有耐蝕性能的條件下提高其表面強度等性能。

其主要工藝步驟如下：在處理前對精密不銹鋼管表面做預(yù)處理，稱為合金表面活化。該活化過程采用純HCl與N2混合氣體，在250℃下保溫2小時。HCl能有效去除奧氏體不銹鋼表面的氧化鉻鈍化膜組織，而添加N2的目的是為了在常壓條件下，創(chuàng)造一個非氧化環(huán)境，從而保證基體中的鉻原子不會再次被氧化，避免鈍化膜重新生成。

然后，通過470℃下20小時的滲碳過程，可以得到約70微米深的硬化層。經(jīng)過LTCSS工藝處理的316不銹鋼制品管與未處理的材料相比，性能有明顯改善，表面硬度從原有的400HV提高到1000HV；疲勞極限從200MPa提高到325MPa；在抗腐蝕性能方面，在0.6mol/L的NaCl溶液中，陽極點蝕電位從+140mV提高到+990mV。

以上就是保持304不銹鋼精密管耐蝕性的滲碳工藝，常規(guī)的滲碳會破壞鋼管的耐腐蝕性，因此需在低于550℃下進行滲碳處理。304不銹鋼精密管經(jīng)過低溫滲碳處理不僅保持了原有的耐蝕性能，而且表面硬度和耐磨性大幅度提成，有效地提高了管材的可靠性和使用壽命。