热浸镀铝钢合金层硬度

通过高温氧化试验研究了热浸镀铝钢合金层硬度的变化规律,借助电子探针和Ｘ－射线衍射仪对合金层的成分,形貌和氧化产物进行了分析。结果表明,合金层是由铝原子浓度不相同的３层组成,硅在合金层中形成Ｆｅ３Ｓｉ相,可以控制铝原子的热扩散,从而减缓了合金层硬度的降低速度。     

A3钢热浸镀铝工艺优化

通过工艺优化 ,得出最佳热浸镀铝工艺为 (72 0～ 730 )℃× 5 min。     

Fe3Al合金与Q235钢扩散焊界面的析出相

采用扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线衍射(XRD)和电子探针(EPMA)对Fe3Al/Q235扩散焊界面的析出相形貌进行观察和成分测定,研究微观析出相的形成以及工艺参数(T,t,p)的影响.结果表明,Fe3Al/Q235扩散焊界面靠近Fe3Al一侧形成FeAl(Cr)析出相,是引起扩散焊接头脆性断裂的关键.扩散焊温度T、保温时间t与析出相区宽度y符合抛物线规律y2=3.5(t-t0)exp[-5.6×104/(RT)].在降低加热温度和保温时间的条件下,增加焊接压力可促进Fe3Al/Q235界面原子的扩散,避免脆性析出相的形成,保证Fe3Al/Q235扩散焊接头的性能.     

扩散退火温度对热浸镀铝钢高温磨损性能的影响

研究了经650、950℃扩散退火5 h后的热浸镀铝钢,在环境温度400℃、不同载荷作用下的磨损行为,并探讨了其磨损机理。结果表明,经650℃扩散退火处理的热浸镀铝钢的镀层主要由脆性相Fe₂Al₅组成;其磨损率随载荷的增大而增大,主要磨损机制为氧化磨损和剥落磨损。经950℃扩散退火处理后的镀层均由韧性相FeAl和Fe₃Al构成;当载荷低于200 N时,其磨损率几乎不随载荷变化,且保持在很低的水平;其优异的耐磨性源于磨面处形成了厚1²μm、含大量Al2O3和Fe2O3及少量W、Mo的氧化物的摩擦氧化层,主要磨损机制为氧化轻微磨损。当载荷增加至250 N时,45钢基体发生热软化,摩擦层不稳定而剥落,基体发生塑性挤出。     

渗铝稀土钢扩散层的非晶态相及其形成机理

通过SEM、TEM、EDS研究了扩散型热浸镀铝钢扩散层的微观结构和成分。结果发现，在距扩散层表面30肿内存在大量Fe-Al合金非晶相和纳米晶粒。表面非晶含量很高，往基体方向，非晶逐渐减少。通过对热浸镀铝后表面层组织的微观分析表明，扩散层的Fe-Al合金非晶相是在热浸镀铝后的冷却过程中形成的，非晶相的形成是共晶反应和界面扩散导致的。     

热浸镀铝钢扩散工艺参数的确定

借助电子探针显微分析仪和X-射线衍射仪,分析了不同扩散 工艺的45#钢热浸镀Al扩散层的微观结构,通过500 h的循环氧化实验,对扩散层的抗热冲击 性和抗高温氧化性进行了研究.结果表明：850℃扩散后扩散层为两层;950℃扩散处理后扩 散层为三层;浸镀10 min,950℃扩散4 h为最佳工艺参数.     

扩散型热浸镀铝-镧钢的抗腐蚀机理研究

对扩散型热浸镀铝-镧钢的抗H2S腐蚀性能及机理进行了研究.通过SEM、TEM、XRD等对热浸镀铝-镧扩散层的组织结构进行观察和分析.结果表明,稀土镧可提高热浸镀铝钢的抗腐蚀性能.热浸镀铝-镧钢的扩散层中存在非晶态相,且稀土镧的添加可使扩散层中的非晶含量增加.在靠近扩散层的最外层表面有一约30 μm厚的过渡层,该层为非晶态占优的非晶合金与纳米晶粒的混合区,且随着深度增加,非晶逐渐减少.分析认为,扩散层中存在大量的非晶态合金是稀土镧提高扩散型热浸镀铝钢抗腐蚀性能的主要原因.     

1Cr18Ni9Ti热浸镀铝扩散层的抗氧化性

通过高温氧化实验,测定出1Cr18Ni9Ti热浸镀铝前后的氧化增重,分析了扩散层的微观结构和表面氧化产物的物相组成.结果表明1Cr18Ni9Ti热浸镀铝后的抗氧化温度可达1100℃,扩散层中Fe2Al5退化成FeAl后,β-NiAl将发挥抗氧化作用,α-A12O3相的形成是使材料抗高温氧化性提高的主要原因.     

热浸渗铝钢中Al4C3相的晶体学特征

利用透射电子显微镜(TEM)研究了热浸镀渗铝钢中Al4C3相的微观结构。结果表明,热浸渗铝钢中存在杆状和近似圆形状Al4C3相。发现Al4C3相以孪晶方式存在,六方晶系中存在以(003)面为孪晶面,以[001]方向为旋转轴的180°二次旋转孪晶。Al4C3相的(003)面平行于杆的长轴方向,[001]方向垂直于杆的长轴方向,杆的长轴生长方向为[210]。Al4C3相是以(003)为孪晶面,以[001]方向为旋转轴的180°二次旋转孪晶。     

形变20钢热浸镀铝中铝的扩散激活能

通过对变形量50％的20钢不同温度及时间的镀层层深的测定,根据公式ρ~2=k_0τe~(-Q/RT)计算出铝的扩散激活能。     

扩散处理对23MnCrNiMo54热浸镀铝钢耐蚀性的影响

对23MnCrNiMo54热浸镀铝热扩散前后的涂层结构、电化学性能和中性盐雾腐蚀进行分析。结果表明,扩散前表面涂层呈致密的铝-铁铝层结构,扩散后表面涂层转化为带裂纹和孔洞的铁铝层。扩散前后的表层自腐蚀电流低于23MnCrNiMo54钢自腐蚀电流两个量级,扩散后自腐蚀电位最高,表层材料耐腐蚀性增加。盐雾试验发现,23MnCrNiMo54钢抗腐蚀性较差,1 h出现锈点,热浸镀铝后显著提升抗腐蚀性,24 h尚未出现明显锈点,热浸镀铝涂层对23MnCrNiMo54钢的耐腐蚀性有明显改善。热浸镀铝再经扩散处理后,4 h出现锈点,扩散前后23MnCrNiMo54钢在中性盐雾中的耐腐蚀性差异较大。造成这种差异的原因主要是扩散后涂层上的缺陷和涂层较基体更低的电位。      

热浸镀铝层中的非晶态金属相

采用SEM、TEM、XRD、EDS等手段研究热浸镀铝层的微观结构和成分。结果发现,镀铝层的表面层存在非晶态金属相。分别将热浸镀含稀土和不含稀土的铝液体急冷和缓冷后分析表明,镀铝后的铝-铁合金液在急冷过程中具有非晶形成能力;添加稀土后,非晶形成能力增加,即使在缓慢冷却条件下,组织中也有非晶态金属相形成。     

热浸渗铝球墨铸铁合金层组织的演变规律

为了探索热浸渗铝球墨铸铁合金层的组织演变规律以及基体中Ni含量对渗铝合金层组织的影响,利用激光共聚焦显微镜(LCM)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)以及能谱仪(EDS)对不同渗铝时间制备的球墨铸铁渗铝试样以及不同Ni含量的球墨铸铁渗铝试样的合金层组织进行观察和定量分析。结果表明:在本实验条件下,热浸渗铝球墨铸铁合金层组织由厚度较大的"舌状"Fe2Al5和厚度很小的FeAl3组成,合金层和表面纯铝层中存在石墨球分布;在0-15 min内,渗铝试样合金层经过短暂的过渡阶段后随渗铝时间的延长按抛物线规律扩散生长,15 min后合金层厚度达65μm以上;基体Ni含量由0增加至1.5%(质量分数)后,合金层厚度由88μm减小至49μm,合金层与基体的"舌状"界面程度变小。此外,对热浸渗铝球墨铸铁合金层组织演变机理进行了探讨。     

镀铝层中的孪晶结构相与形成机制

在20碳钢上制备了热浸镀镧铝涂层。经过850℃×4h的扩散处理后,采用透射电子显微镜研究了扩散层的组织结构。结果表明,扩散层中存在杆状和近似圆形状Al4C3相,且以孪晶方式存在。采用孪晶指数转换矩阵的方法,将转换矩阵作用于孪晶指数,得出Al4C3相是以(003)面为孪晶面,以[001]方向为旋转轴的180°二次旋转孪晶,其(003)面平行于杆的长轴方向,[001]方向垂直于杆的长轴方向,杆的长轴生长方向为[210]。从而证明了六方晶系中存在以(003)面为孪晶面,以[001]方向为旋转轴的180°二次旋转孪晶。分析了其形成机制。     

镀液合金元素对钢镀铝界面组织的影响

研究了钢铁热浸镀镀液中添加不同元素对合金层生长的影响,检测了镀层的形貌和结构并分析了合金层形成和生长的机理.结果表明,镀层由表面的浸铝层和内层的合金层构成;合金层由Fe2Al5和FeAl3等Fe-Al金属间化合物组成;Si的添加能有效抑制合金层的生长,Mn与Mg的作用不明显,Zn则加剧了合金层的生长;合金层的生长随时间近似遵循抛物线关系.     

氩弧重熔对球墨铸铁热浸镀铝层组织和性能的影响

将球墨铸铁在780℃热浸镀铝后进行氩弧重熔处理,利用扫描电镜和X射线衍射仪对热浸镀铝层和氩弧重熔层组织进行观察,测定了氩弧重熔前后试件截面的显微硬度。结果表明:球墨铸铁热浸镀铝后,镀层由富铝层及扩散层构成,富铝层包含降温形成的针状FeAl3相,扩散层由FeAl3、Fe2Al5相组成,扩散层形状呈柱状延伸到基体中。热浸镀铝层经氩弧重熔处理后,试件由重熔层和过渡层及基体构成。重熔层由Al、Fe、C和FeAl3相组成,过渡层组织为马氏体+残留奥氏体+少量球状石墨。氩弧重熔处理能明显提高热浸镀铝层的显微硬度。重熔层硬度值可达900 HV,在过渡层硬度下降缓慢,直至基体。     

热浸铝过程中表面层厚度动态控制模型

热浸铝镀层由表面层及过渡层两部分组成，两种层厚所受的影响因素不同，其中提升速度、基体表面状态、液态铝的粘度和膜冷凝过程中的温度分布等是影响表面层厚度变化的因素。分析上述诸多影响因素，得出影响表面层厚度变化的主要因素是液态铝的粘度和提升速度，并建立了流体力学的计算模型。结果表明：热浸铝表面层厚度和镀铝液的粘度系数与提升速度乘积的平方根成正比，与镀铝液密度的平方根成反比。     

不锈钢表面镀铝-热氧化处理制备氧化铝膜及其性能

采用无机熔融盐电镀铝、热浸镀铝工艺联合的方法在钢基材表面制备了一层平整、连续的铝镀层,研究了铝镀层在不同氧化时间下的氧化行为。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)对氧化层的形貌和成分进行分析,并考察了氧化层的硬度和耐腐蚀性能。结果表明:将无机熔融盐电镀铝法和热浸镀铝法相结合可获得良好的铝镀层;铝镀层在900℃下热处理20 h后,可获得连续致密的Al2O3膜;Al2O3层有效提高了钢基材的表面硬度和耐腐蚀性能。     

La含量对渗铝层/基体界面孔洞生长的影响

采用热浸镀铝的方法在20碳钢上分别制备了不同La含量的热浸镀铝涂层,通过高温氧化试验以及测量孔洞平均直径和形核数量随氧化时间的变化,研究了La含量对渗铝层/基体界面孔洞生长的影响规律.结果表明,渗铝层/基体界面孔洞的生长可划分为快速生长和稳定生长两阶段.在快速生长阶段,当La含量小于0.5wt%时,随La含量的增加,渗铝层/基体界面孔洞的生长速度逐渐减小;当La含量大于0.5wt%时,随La含量的增加,界面孔洞的生长速度逐渐增大.在稳定生长阶段,渗铝层/基体界面孔洞的生长速度随La含量的变化规律与热浸镀铝后合金层厚度随La含量的变化规律相吻合.分析了La含量对渗铝层/基体界面孔洞生长的影响机理.     

高铝1000MPa级热镀锌双相钢的组织和性能

实验室研发了一种高铝1000 MPa级的冷轧热镀锌双相钢,从化学成分、热镀锌退火工艺以及显微组织和性能等方面对其进行实验研究。实验结果表明:实验钢的Ac1、Ac3、Ms分别为757、950、410℃,经过热镀锌退火后,实验钢的室温组织为典型的马氏体+铁素体双相组织,马氏体精细结构为板条状,且随着退火温度的升高,马氏体含量增加,屈服强度和抗拉强度升高,伸长率保持在12%以上。