以渗铝为主的Q195钢交流电场增强粉末法铝铬共渗特性

在渗铝剂中加入铬粉,对Q195钢在800 ℃进行以渗铝为主的交流电场增强及常规粉末法铝铬共渗。用金相显微观测、X射线衍射分析、显微硬度测试等分析渗层组织、相、厚度及显微硬度沿渗层深度方向的分布。结果表明,相较单一渗铝,添加少量铬粉对常规铝铬共渗层组织和厚度影响不大,但次表层硬度提高;交流电场对单一渗铝和铝铬共渗均有促渗作用,较单一渗铝,添加微量铬粉进一步加快渗速,但对次表层硬度影响不大,随渗剂中铬粉含量增加,渗层厚度先增后减,添加0.1%铬粉时促渗效果最为显著,所得渗层厚约123 μm,而交流电场单一渗铝层厚约50 μm,常规单一渗铝层厚仅约18 μm。     

纯铜催渗渗铝及其内氧化研究

提出了用稀土合金CeCl3对纯铜渗铝进行催渗，研究了工艺参数对渗层厚度和质量的影响；采用工业N2中的余氧作为内氧化介质对纯铜渗铝后的试样进行内氧化，研究了内氧化层的硬度分布，显微组织及有关性能。实验表明：用CeCl3催渗的纯铜渗铝试样渗层厚度远高于同等工艺参数下未催渗的纯铜渗铝试样；内氧化后，能在渗铝层形成Al2O3弥散硬化层。     

碳钢表面粉末包埋法渗铝的实验研究

目的 解决粉末包埋渗铝过程中渗剂粘结导致渗铝层表面质量差的问题,在无惰性气体保护气氛中,在Q235钢表面制备出耐高温氧化、耐高温硫化和耐腐蚀的渗铝层。方法 采用粉末包埋渗铝法,通过改变渗剂中填充剂的成分,解决渗剂粘结导致表面质量变差的问题,研究渗铝温度、保温时间对渗层试样表面质量及渗铝层厚度的影响,确定最佳渗铝条件。使用电子显微镜观察渗铝层表面质量并测定渗铝层厚度,采用能谱仪分析渗铝层主要元素分布,采用X射线衍射仪分析渗铝层物相组成,采用显微硬度计检测渗铝层硬度变化。结果 采用成分为15%铝粉+5%氯化铵+75%氧化铝+5%石墨粉的渗剂,在无惰性气体保护下900 ℃保温4 h,获得渗铝层厚度约为370 μm的渗铝试样。渗铝层由外向内依次为铝化物层、过渡层和基体,铝化物层主要含有Al、Fe两种元素,原子百分比保持在7:3左右,主要物相为Fe2Al5,硬度达到896HV0.1,远高于基体硬度。结论 渗剂中添加适量的石墨粉能够改善渗铝层表面质量,增加渗层厚度,过多的石墨粉反而不利于表面质量改善和渗铝层厚度的增长。渗铝层厚度随渗铝温度的升高先增大后减小,与保温时间呈抛物线关系。     

低温助渗剂Zn对N80套管钢低温渗铝层组织的影响

选用不同Zn含量配比的包埋渗剂,采用低温粉末包埋法对N80套管钢进行表面渗铝处理,依次对不同渗剂配方下所得到渗层的微观形貌、元素组成和显微硬度进行测试,分析了低温助渗剂Zn对所得渗铝层的影响.结果表明:与渗剂中添加Zn所得渗铝层相比,未添加Zn所得渗铝层均匀、致密,显微硬度较高;渗铝层厚度随Zn含量的改变呈现非线性的变化,当Zn:Al=40∶60(质量比)时,所得渗铝层的厚度可以达到80μm;不同渗剂配比下所得渗铝层主要由Al元素和Fe元素组成,渗层组织从表面向基体方向Al含量呈梯度减少,当渗剂中加入助渗剂Zn后易生成富含低铝相渗层.     

热浸渗铝 X70 管线钢扩渗工艺研究

采用二次正交回归试验方法,研究了X70管线钢热扩渗铝保温温度、扩渗时间与渗铝层厚度的关系,建立了渗层回归方程,得到X70管线钢最优的热扩渗铝工艺参数。观察了X70管线钢热浸渗铝处理后的表面、界面微观形貌,分析了Fe和Al的含量沿渗层的变化情况,并对热浸渗铝过程中的元素扩散机理进行了探讨。结果表明:渗铝层厚度随保温温度的升高和扩渗时间的延长而增大,适宜的保温温度为950℃,扩渗时间为6 h。     

小型薄钢板固体法渗铝试验研究

采用膏剂法和粉末法在小型簿钢板上进行了渗铝试验．结果表明,渗层性质除了取决于渗铝温度、保温时间、渗剂成分外,还与渗入方法、渗箱的密封性有关．渗铝钢板弯曲后渗层不发生开裂的能力与渗层厚度／板厚的比有关;板厚一定,随渗层厚度增加,弯曲时渗层易发生开裂．经920℃×6h粉末法渗铝的薄板试样弯曲至半径为10mm圆弧时,渗层完好。     

浆料包渗温度对Cu基体Ni镀层表面渗铝组织和性能的影响

采用浆料包渗法在Cu基体Ni镀层表面渗铝，制备出了Ni2Al3金属间化合物渗层，研究了包渗温度对渗层组织、厚度、扩散系数和显微硬度的影响。结果表明：在600-900℃渗铝12h，均形成了单相Ni2Al3金属间化合物渗层。随着温度升高，Ni2Al3晶粒尺寸增大，渗层厚度和扩散系数增加，显微硬度降低。     

直流电场对粉末法渗铝的影响

新粉末渗铝技术通过在渗扩介质与被渗样品间施加合适参数的直流电场予以实现。分析了渗铝层显微组织及渗层厚度,测量了渗层硬度沿层深的分布及直流电场对温度场的影响,并进行了抗氧化性研究。研究结果表明:直流电场可降低外热温度,显著增加渗速;可将常规粉末渗铝温度900℃以上降低到700℃～750℃;外热温度为700℃～750℃时,通过施加合适的直流电场,渗铝层厚度可达到或超过180μm。直流电场不仅对试样有加热作用,而且在两极间形成温度差。新工艺处理的渗铝试样在850℃以下具有良好的抗氧化性能。     

机械能助渗铝工艺与助渗机理分析

研究了机械能助渗铝工艺,在600℃的低温下,08F钢表面获得200μm以上的渗铝层.研究了温度、保温时间、机械能量等因素对渗铝层厚度的影响,对机械能助渗机理进行了分析.结果表明,温度提高、机械能增大在一定范围内可提高渗铝速度.渗铝层主要是由Fe2Al5相构成.在低温下,渗剂反应产生活性铝原子的过程是渗铝的控制过程.机械能助渗机理是由于机械振动与混合增加了渗件表面处的渗剂反应,提高了活性铝原子浓度,从而加速了渗铝过程.     

TC4钛合金表面热浸渗铝工艺的研究

研究了TC4钛合金在750、800℃渗不同时间铝后表面渗铝层的显微组织、成分和相结构,以及温度和保温时间对浸渗层厚度的影响。试验结果表明:在750℃下,随保温时间的延长渗铝层厚度变化不大,而在800℃下,随保温时间的延长渗层厚度增加较大,渗层与基体界面清晰,其上有些贯穿裂纹存在;渗铝层主要组成元素是Ti和Al;主要组成相是TiAl_3,此外还有少量的TiAl_2和TiAl等含铝量较低的钛铝化合物相。     

钢含碳量对低温盐浴渗铬层的影响

通过 Q2 35钢、45钢、T1 0钢低温盐浴渗铬层的金相组织、相结构、厚度、铬浓度、显微硬度和耐蚀性的对比 ,表明碳含量越高 ,铬碳化合物层越厚 ,显微硬度越高 ,耐蚀性越好。     

表面铝含量对渗铝Q235钢组织和性能的影响

用粉末渗铝法在Q235钢表面上获得了不同铝含量的渗铝层,并对其表面组织和性能进行了分析.结果表明,当表面铝含量为2.6%时,试样表面未形成连续的渗铝层;当铝含量≥4.4%时,表面均形成了连续的渗铝层.当表面铝含量≤4.4%时,试样表面仅由含铝的α相固溶体组成;而含铝量达到36.2%时,表面由α相固溶体与AlFe相组成.随着表面铝含量的增加,试样的硬度和抗高温氧化性能增加.当表面铝含量为2.6%时,其抗高温氧化性能仍比不含铝的高;而当铝含量为51.2%时,其抗高温氧化性能与1Cr18Ni9Ti不锈钢相同.     

含碳量对渗铝层组织和性能的影响

用不同碳含量的钢进行熔融法热浸渗铝。由于含碳量的不同，渗铝后的组织和性能也有区别。含碳量较低的钢有较快的渗速，较深的渗层，而且渗层有较高的抗氧化性能和耐腐蚀性能。     

35CrMo钢热浸镀铝工艺研究

目的通过研究热浸镀铝温度和时间对35Cr Mo钢镀层的影响,从而优化工艺,获得优良的铝合金镀层。方法设置5组温度梯度(700~780℃)和5个时间节点(90~450 s),对35Cr Mo钢进行热浸镀铝工艺研究,制备35Cr Mo钢热浸镀铝镀层。利用SEM观察镀层的组织形貌及其合金元素组成等,并通过显微硬度计测定镀层的厚度。结果热浸镀铝时,钢基体和铝液发生一系列冶金反应,钢镀层明显分为合金层和纯铝层。在720~760℃条件下,浸镀180~360 s时,镀层质量良好,分布均匀,厚度适宜,且没有孔洞、裂纹和漏镀现象。SEM线扫数据表明,铝层和合金层的元素构成和相对比值并不会随工艺参数的变化而改变。在180~450 s之间浸镀时,合金层的显微硬度值均能达到750 HV以上。结论在热浸镀过程中,温度和时间对镀层的厚度、组织和力学性能的影响显著,通过优化热浸镀铝工艺参数,可以改善镀层的质量。     

钢的渗铝工艺技术及性能研究进展

钢材渗铝是通过化学和物理的方法将铝原子渗入钢材表面形成微合金层,改变钢材的表面化学成分和特性的热处理工艺。渗铝处理可以提高钢材耐氧化性能、耐腐蚀性能和硬度,作为一种简单有效的表面化学热处理工艺得到研究者的关注。简要介绍了当前常见的渗铝工艺,如热浸渗铝、热喷涂渗铝、粉末包埋渗铝、料浆渗铝,总结了常见渗铝工艺的特点与不足,随后介绍了研究人员开发出的新型渗铝工艺,如机械辅能助渗铝、电场辅助渗铝、流化床气相沉积渗铝和离子电镀渗铝。论述了渗铝钢的显微结构和渗层的生长机理,对渗铝后的渗铝钢具有耐氧化、耐腐蚀性能的机理进行了讨论说明。最后,对渗铝工艺的发展趋势进行了探讨和展望。     

镀铝温度对渗铝层/基体界面空洞生长动力学的影响

采用不同的镀铝温度在20碳钢上制备了不同厚度的热浸镀铝层,通过测量热浸镀铝层厚度以及高温氧化后渗铝层/基体界面空洞平均直径和形核数量随氧化时间的变化,研究了镀铝温度对渗铝层/基体界面空洞生长的影响。结果表明:随镀铝温度升高,镀铝后的表面层厚度减小,合金层厚度增加;在高温氧化期间,渗铝层/基体界面空洞的生长速度随镀铝温度的升高而减小,其变化规律与热浸镀铝后表面层厚度随镀铝温度的变化规律相一致;界面空洞平均深度随镀铝温度升高而增加,其变化规律与热浸镀铝后合金层厚度随镀铝温度的变化规律相一致;界面空洞增量随氧化时间的延长先增加而后逐步减少,且镀铝温度越高,空洞形核速度越小。分析了镀铝温度对界面空洞生长的影响机制。     

硅对压铸模与铝合金相互作用的影响

为了研究压铸模与铝合金的相互作用,探讨Ｓｉ对压铸模与铝铸件焊合倾向性的影响,进行了热浸铝试验。试验结果表明,模具钢在纯铝熔体中热浸时,主要形成Ｆｅ２Ａｌ５相层和针片状的ＦｅＡｌ３相,Ｆｅ２Ａｌ５相是反应扩散的主导相。模具钢在Ａ３８０合金中热浸时,主要形成ＦｅＳｉＡｌ３和Ｆｅ２Ａｌ５两种相层。由于Ｓｉ降低了Ａｌ在ＦｅＳｉＡｌ３相层中的活度,减少了从铝熔体向Ｆｅ２Ａｌ５相供应的铝原子数,从而抑制了Ｆｅ２Ａｌ５相的快速生长。因而,Ｓｉ减弱了铝合金熔体与模具钢间的相互作用,从而降低压铸合金的焊合倾向性。热浸温度降低,Ｓｉ对Ｆｅ２Ａｌ５相层生长的抑制作用减弱。     

硅对压铸模与铝合金相互作用的影响

为了研究压铸模与铝合金的相互作用 ,探讨Si对压铸模与铝铸件焊合倾向性的影响 ,进行了热浸铝试验。试验结果表明 ,模具钢在纯铝熔体中热浸时 ,主要形成Fe2 Al5相层和针片状的FeAl3 相 ,Fe2 Al5相是反应扩散的主导相。模具钢在A3 80合金中热浸时 ,主要形成FeSiAl3 和Fe2 Al5两种相层。由于Si降低了Al在FeSiAl3 相层中的活度 ,减少了从铝熔体向Fe2 Al5相供应的铝原子数 ,从而抑制了Fe2 Al5相的快速生长。因而 ,Si减弱了铝合金熔体与模具钢间的相互作用 ,从而降低压铸合金的焊合倾向性。热浸温度降低 ,Si对Fe2 Al5相层生长的抑制作用减弱     

不锈钢表面粉末包埋渗铝过程及渗铝层表征

采用固体粉末包埋法对00Cr17Ni14Mo2和1Cr18 Ni9Ti 不锈钢进行渗铝，形成富铝表层.阐述了不锈钢表面渗铝过程，并且对不锈钢渗铝层的成分、结构和形貌进行了表征.分析了合金中Ni元素对渗铝过程的影响.结果表明：渗铝层呈多层结构，渗层与基体及层间结合良好，界限明显、齐整.渗层组织主要由FeAl相组成，并含一定量的Ni3Al相.      

Simultaneous chromizing — Aluminizing coating of low-alloy steels by a halide-activated,pack-cementation process

The simultaneous chromizing — aluminizing of low-alloy steels has achieved Kanthal-like surface compositions of 16–21Cr and 5–8 wt.% Al by the use of cementation packs with a Cr-Al masteralloy and an NH₄Cl activator salt. An initial preferential deposition of Al into the alloy induces the phase transformation from austenite to ferrite at the 1150°C process temperature. The low solubility of carbon in ferrite results in the rejection of solute C into the austenitic core, thereby preventing the formation of an external Cr-carbide layer, which would otherwise block aluminizing and chromizing. The deposition and rapid diffusion of Cr and Al into the external bcc ferrite layer follows. Parabolic, cyclic-oxidation kinetics for alumina growth on the coated steels in air were observed over a wide range of relatively low temperatures (637–923°C).