自從不銹鋼問(wèn)世后，因其具有優(yōu)異的耐蝕性、成型性以及在很寬溫度范圍內(nèi)的強(qiáng)韌性等特點(diǎn)，故已廣泛應(yīng)用于石油、化工、食品以及醫(yī)藥等行業(yè)，全年使用噸量也急劇上升。AISI 316屬沃斯田鐵系不銹鋼，除具有原優(yōu)良耐腐蝕性與易清潔等各項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)外，并具有易加工、易切削特性，居市面上使用量前兩名，但其硬度較低，在使用工具上存著磨損問(wèn)題，使其于特定工作場(chǎng)所壽命大大降低，也限制了使用范圍，因此，如何增加其表面硬度及耐磨耗性了重要的問(wèn)題。但是也有科研人員提出，利用甲烷（CH4）氣體參與氮化處理，來(lái)提高不銹鋼的耐磨性能。

  主要系使用微波(2.45GHz)電漿反應(yīng)系統(tǒng)，進(jìn)行AISI 316不銹鋼低溫電漿軟氮化處理，在軟氮化處理參數(shù)以改變甲烷(CH4)添加之濃度0~5％，混合于氫氣與氮?dú)獗壤秊?：2之腔體中，以腔體壓力1Torr、電漿功率700W、處理溫度450℃下進(jìn)行處理時(shí)間80分鐘，以探討不同CH4氣體經(jīng)軟氮化效果之影響。后續(xù)試片以X光繞射光譜儀進(jìn)行表面滲層組織結(jié)構(gòu)分析、電子顯微鏡觀察試片斷面微細(xì)構(gòu)造、能量發(fā)散光譜儀測(cè)量滲層縱深元素分佈情形、微硬度測(cè)定儀測(cè)量表面及滲層縱深硬度、非球面量測(cè)儀檢測(cè)表面粗糙度及耐磨耗試驗(yàn)機(jī)實(shí)施耐磨耗試驗(yàn)。

  本研究系以添加不同CH4氣體，進(jìn)行AISI-316不銹鋼試片之低溫電漿軟氮化處理，并探討其氮碳共滲層組織之研究。研究結(jié)果顯示：

  1.添加3%CH4氣體實(shí)施電漿軟氮化處理時(shí)，能同時(shí)兼具有電漿氮化層的高表面硬度與電漿滲碳層的高滲層厚度等優(yōu)越特性，滲層具有最高之耐磨耗性能。

  2.經(jīng)添加CH4氣體進(jìn)行之電漿軟氮化，可使試片之表面粗糙度均低于原本電漿氮化處理之表面粗糙度。

  3.以XRD分析結(jié)果顯示，當(dāng)添加CH4氣體進(jìn)行軟氮化時(shí)，其滲層結(jié)構(gòu)未發(fā)現(xiàn)CrN析出，僅觀察出FeN結(jié)構(gòu)組織，并因氮、碳原子滲入晶格中，而使XRD結(jié)果角度發(fā)生偏移。

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