17-4PH馬氏體不銹鋼因為具有良好的強度、韌性、耐腐蝕性和易于加工而被廣泛用于工業(yè)行業(yè)。然而17-4PH鋼的表面硬度比較低且摩擦性能不好，當(dāng)涉及接觸和磨損時會限制其應(yīng)用。近年來材料專家一直致力于改善這種鋼性能的研究。

所研究的17-4PH鋼的化學(xué)成分為：（wt%）0.06C，17.22Cr，3.91Ni，3.01Cu，0.16Nb，0.81Si，0.76Mo，余量為鐵。在等離子碳氮化處理前，將鋼在1040℃奧氏體化達(dá)1小時，然后油淬。在低溫下，在等離子氮化裝置（LDMC-30，30kW）中對17-4PH鋼進(jìn)行等離子碳氮化處理，對添加和不添加稀土元素的碳氮化處理17-4PH鋼的研究發(fā)現(xiàn)：

在500℃下等離子碳氮化處理達(dá)4小時后，稀土元素可以擴散至17-4PH鋼表面較大的深度處。由于添加了稀土元素，碳氮化處理層的厚度增加29%，同時，碳氮化處理的硬度可提高至70-120HV。

在優(yōu)化層中有稀土元素不會改變表面相的種類，但在稀土碳氮化處理層中γ＇-Fe4N和α＇-Fe相的百分比要高于在不加稀土的碳氮化處理層中的。

等離子碳氮化處理能有效提高17-4PH鋼的干滑動耐磨性。添加和不添加稀土元素的等離子碳氮化處理后鋼表面的磨損率分別下降98%和51%。這主要是由于等離子碳氮化處理層能抗塑性變形，防止接觸表面之間的擦傷和粘附。

添加稀土元素的等離子碳氮化處理后的17-4PH鋼的耐磨性要好于不加稀土的碳氮化處理鋼。這兩者的磨損機理因為顯微組織、相的百分比以及改良層硬度的不同而不同。（余冶）