材料研究与应用2023，17（1）：118⁃124低温离子渗氮对16Cr3NiWMoVNb齿轮钢摩擦学性能的影响赵宝奇1,高凯雄2*,张斌2,王欣3,刘广桥4*（1.兰州交通大学材料学院，甘肃兰州730070；2.中国科学院兰州化学物理研究所/材料磨损与防护重点实验室，甘肃兰州730070；3.中国航发北京航空材料研究院，北京100084；4.兰州城市学院培黎机械工程学院，甘肃兰州730070）摘要：齿轮作为航空发动机的主要传动部件之一，在服役过程中齿面易发生磨损失效，无法完全满足航空发动机的需求，因此采用表面处理的方法来提高航空齿轮钢磨损性能。对16Cr3NiWMoVNb齿轮钢表面进行低温离子渗氮处理，通过扫描电子显微镜、X射线电子能谱仪等分析了不同电压对其表面组成及结构、硬度、摩擦学和耐腐蚀性能的影响。结果表明：等离子渗氮处理后在16Cr3NiWMoVNb齿轮钢表面形成了间隙固溶体，经900V电压渗氮处理后的表面硬度由原来的269HV提高到325HV，且渗氮后的样品截面硬度呈现下降的趋势，其磨损率相比原样品降低了近50%；在质量分数为3.5%的NaCl溶液中，渗氮后试样的阳极极化曲线呈现出活化溶解、自钝化等特征，经850V电压处理后腐蚀电位由未渗氮的−726.18mV提高至−410.68mV，耐腐蚀性能得到显著改善。因此，对航空用齿轮钢，采用低温离子渗氮表面处理的方法可提高其耐磨性和耐腐蚀性。关键词：16Cr3NiWMoVNb齿轮钢；等离子渗氮；表面硬度；摩擦因数；磨损率；腐蚀性能中图分类号：TG156.8文献标志码：A文章编号：1673-9981（2023）01-0118-07引文格式：赵宝奇，高凯雄，张斌，等.低温离子渗氮对16Cr3NiWMoVNb齿轮钢摩擦学性能的影响［J］.材料研究与应用，2023，17（1）：118-124.ZHAOBaoqi，GAOKaixiong，ZHANGBin，etal.EffectofLowTemperatureIonNitridingonTribologicalPropertiesof16Cr3NiWMoVNbGearSteel［J］.MaterialsResearchandApplication，2023，17（1）：118-124.随着航空事业的不断发展，对航空发动机的要求越来越高，齿轮作为航空发动机的重要传动组成部件之一，要求其具备高的表面硬度、耐磨损等性能［1］。但航空发动机齿轮在服役过程中存在表面擦伤及咬和等现象，主要原因为高载下产生的磨损失效［2］。所以，航空齿轮的服役寿命不足成为当下制约高推重比航空发动机性能进一步提升的关键难题之一［3］。目前，提高航空齿轮服役寿命的方法主要有表面喷丸强化、离子渗氮、耐磨涂层等［4］。其中，离子渗氮工艺简单，渗氮后在样品表面形成间隙固溶体或氮化物，...
