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随着高端装备的发展,要求轴承具有更高的耐磨和接触疲劳性能。对轴承钢进行表面强化处理,提高其表面硬度,对于延长轴承的服役寿命具有重要意义。本文以GCr15轴承钢为基体,采用热反应扩散的方法在其表面制备稀土渗铌层。通过金相显微镜、扫描电镜、显微硬度计、X射线衍射仪、摩擦磨损试验机、电化学工作站研究了不同种类稀土(氧化镧、氧化钇、氧化铈、氧化钕)和不同含量氧化镧(0.5%、1%、2%和4%)对渗铌层组织、成分及摩擦、腐蚀性能的影响,并对稀土渗铌层的生长动力学进行了初步探讨,结果表明:添加不同种类、不同含量稀土均获得白亮的渗铌层,渗铌层的主要物相组成为Nb C,添加氧化铈时渗层厚度为10.5μm,渗层显微硬度为2681.82HV0.2,添加氧化镧时,渗铌层摩擦系数为0.3952,自腐蚀电位为-0.7258V,自腐蚀电流为2.1124×10-6A/cm2。添加不同含量氧化镧时,随着氧化镧含量的增加,渗铌层的厚度逐渐增大,氧化镧含量达到4%时,渗铌层厚度增长为15.2μm;当氧化镧含量低于4%时(0.5%、1%、2%),渗铌层厚度较未添加氧化镧时无明显增加;随着氧化镧含量的增加,渗铌层的显微硬度逐渐增大,氧化镧含量达到4%时,渗铌层平均显微硬度为2007.6HV0.2。随着氧化镧含量的增加,渗铌层干滑动摩擦系数逐渐减小,氧化镧含量达到4%时,渗铌层平均摩擦系数为0.3951;氧化镧含量为2%时,渗铌层的耐蚀性最佳,其自腐蚀电位-0.5759V,自腐蚀电流为5.2365×10-7A/cm2。渗剂中含2%氧化镧时,渗铌层的扩散激活能为171.22k J/mol,而渗剂中添加稀土氧化物含量为0%时,渗铌层的扩散激活能90~150k J/mol,前者明显大于后者。稀土的添加促进了渗铌层的快速生长。