渗铬在金属表面上得到耐磨、耐蚀、抗高温氧化的铬的氮化物层和铬的固溶体渗层,从而提高金属制品的使用寿命。现有的渗铬方法有固体粉末渗铬、气体渗铬、盐浴渗铬等。但以往的盐浴渗铬都在900℃以上,易造成基体晶粒粗大,工件变形大,渗铬后需要再次热处理,从而限制了它的应用。 本文低温复合渗铬工艺是指试样先进行540℃～600℃离子渗氮,再进行700℃(主要是650℃以下)以下低温盐浴渗铬。采用X射线衍射仪、金相显微镜、扫描电镜、透射电镜、显微硬度计、电化学测量仪和摩擦实验机分析了几种钢的低温复合渗铬层的相结构、显微组织、铬和氮浓度分布、铬化合物的形貌特征以及力学性能。研究低温复合渗铬相变,重点研究了T10钢和H13钢复合渗铬白亮层中铬的化合物形貌特征以及T10钢和H13钢610℃复合渗铬形成CrN/Cr2N化合物的相变。 低温复合渗铬层组织由白亮层、扩散层和基体组织组成。低温复合渗铬层表面主要是由α-Fe、CrN和Cr2N相组成,渗铬温度升高,渗铬速度加快,复合渗铬白亮层厚度增加,表面层中CrN和α-Fe含量降低,而Cr2N含量增加,并且白亮层内部出现铬、氮浓度不同的组织的分层现象,外层以Cr2N为主,CrN主要是出现在内层。渗铬时间延长,渗铬白亮层增厚,但是当形成一定厚度的白亮层后,再延长渗铬时间对厚度增加的作用不大。 T10钢550℃～610℃复合渗铬化合物层主要由纳米晶尺寸的铬氮化合物组成,并且存在单相纳米CrN层,随着渗铬温度的升高,铬的化合物晶粒长大,但长大速度缓慢；延长渗铬时间,纳米晶CrN晶粒变化不大。 低温复合渗铬化合物层具有很高的硬度、优良的耐腐性及耐磨性,显微硬度最高可达1500HV且随基体变化不大；低温复合渗铬耐磨性能与晶粒大小有关,延长渗铬温度对基材耐磨性影响不大。