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。     

钢表面粉末包埋渗铝的表面状态及元素扩散机理研究进展

钢铁作为基础性结构材料,应用在国民经济的各个领域。由于钢材在工程应用中会发生氧化、腐蚀,采用粉末包埋渗铝对钢材进行表面改性可提高其抗氧化性能和腐蚀性能。目前为止,关于渗铝工艺参数对渗层微观组织、表面状态和元素扩散机理的研究,比较零散,缺乏系统总结。综述渗铝工艺参数对粉末包埋渗铝钢的微观组织、表面状态及其性能的影响,分析渗铝工艺参数与渗层微观组织的关联;概括渗铝工艺参数对Fe-Al元素扩散系数和扩散激活能的影响规律,分析Fe-Al元素扩散机制;总结渗铝层预测模型,对粉末包埋渗铝钢的研究趋势进行展望。     

SUS304ss包埋粉末渗铝的耐蚀性能

展开了SUS304ss及其渗铝后在0.33 mol/L FeCl₃+0.05 mol/L HCl 溶液中的耐蚀性实验、1000 ℃下的抗高温氧化实验及表面沉积 碱金属氯化物和硫酸盐在500 ℃下的耐蚀性实验,用失重法和电 化学方法等综合评定了SUS304ss渗铝后的耐蚀性。研究表明：渗铝SUS304ss表面渗铝层结构致密,厚度为50μm;在 0.33 mol/L FeCl₃+0.05 mol/L HCl溶液中SUS304ss发生了严重孔蚀,渗铝后表面发生轻微孔蚀;渗铝SUS304ss在1000 ℃下加热,表面和截面形貌完好,耐高温氧化性提高了约5倍;在500 ℃下表面沉积盐碱混合物,渗铝SUS304ss耐腐蚀性约提高20倍;渗铝后SUS304ss的腐蚀电位大于未渗铝钢,耐蚀性提高。     

不锈钢表面渗铝并热氧化处理对氢渗透的影响

首先， 采用固体粉末包埋法在不锈钢表面渗铝.渗铝层表面是呈较粗大的结晶状致密组织，主要由F eAl相组成.渗层呈多层结构，分为外层（约25μm），过渡层（约5μm）和内层（约30μm），各亚层间及渗层与 基体间结合紧密，无裂缝.渗铝表层铝浓度较高，超过30 mass %.然后，采用热氧化的方法 ，使渗铝层发生选择性氧化，在表面生成了 一薄层均匀、致密的Al2O3膜.在900℃，2.0×10-2Pa氧气环境中氧化2小时 所生长的膜的厚度约为0.6 μm.将氧化后的样品放入超高真空吸放氢测试系统中进行渗氢 处理,再用前向弹性反冲（ERD）测定渗氢样品中氢的分布.结果表明：沿着膜 层深度方向，氢原子浓度急剧降低.在深度为0.2 μm处，原子浓度趋于平衡，原子百分比 浓度大约保持在0.007 at%左右，与不锈钢基体化学组成中氢原子含量相近，氢原子难以渗 透进去.这说明本研究制备的Al2O3膜层具有良好的防氢渗透效果.  〖HT5”H〗中图分类号：〖HT5”SS〗〓〓 〖     

粉末包埋渗铝与气氛渗铝对P92钢650℃饱和蒸汽氧化行为的影响

表面渗铝技术可以在不改变基体材料力学性能的基础上显著提高基体的抗高温蒸汽氧化性能。 利用低温粉末包埋和气氛渗铝两种方法在 P92 钢表面制备了铝化物涂层,并结合氧化增重法、扫描电镜观察及 XRD 分析,研究了两种工艺下铝化物涂层的 650 ℃饱和蒸汽氧化行为。 结果表明:P92 钢抗氧化能力不足,生成了由外层疏松层瘤状富铁氧化物与表面氧化膜下方内氧化物 FeCr₂O₄ 组成的双层结构氧化膜,外层富铁氧化膜在氧化 300 h 后发生剥落;低温包埋渗铝所得涂层为 β-FeAl 层,氧化 500 h 后试样表面形成极薄的保护性 α-Al₂O₃ 氧化膜(<0. 2 μm);气氛渗铝涂层为单层 Fe₃Al 结构,氧化 500 h 后试样外表面形成了 Fe₃O₄₊Fe₂O₃ 氧化膜,厚度为 1. 3 μm,靠近涂层表面生成单层连续 Al₂O₃ 氧化膜。 采用低温包埋和气氛渗铝均可提升 P92 钢的抗蒸汽氧化能力。     

Pd对K17合金低压固体粉末包埋渗铝工艺的影响

研究了在高温合金K17表面上低压固体粉末包埋(LPPC)渗铝工艺.实验结果表明:在合金表面电镀Pd-20wt%Ni合金后,在950℃和1050℃渗铝制备铝化物涂层,与未经过电镀处理的样品相比,其渗铝速度得到提高,形成铝化物涂层的动力学在950℃和1050℃时符合抛物线规律.在950℃时,"S"渗铝量占总渗铝量的比例略大于18%,在1050℃时该比例为44.2%～47%,和渗铝温度有关,与样品预处理状态无关;提高渗铝温度,"S"渗铝比例提高.Pd元素加快了元素的扩散速度,促进了涂层的生长.     

熔盐电解渗铝沉积过程及渗铝层性能研究

研究了熔盐电解渗铝过程中铝的初期沉积现象，长大过程及沉积初期的相结构。结果表明，铝在沉积初期即发生选择性偏聚现象，随着渗铝时间延长，铝继续沉积，并产生聚合扩展，其形态呈球状。在未采取保护措施时，渗铝层表面初期的相组成是Ａｌ２Ｏ３，Ｆｅ２Ｏ３ｔ和Ａｌ５Ｆｅ２。钢铁渗铝后其表面硬度和抗氧化性能明显提高。     

异种钛合金线性摩擦焊接头包埋渗铝研究

采用包埋渗铝的方法对异种钛合金线性摩擦焊接头制备渗铝层,以提高接头的腐蚀性能。分析焊接接头渗铝层的形貌及组成,研究渗铝层对热腐蚀性能的作用和影响,并优化了渗铝工艺。研究结果表明：包埋渗铝有利于提高接头的热腐蚀性能,渗铝后腐蚀增重降低,腐蚀稳定性提高,其原因是渗铝前后腐蚀反应发生了改变.在高温熔盐环境下,接头直接与腐蚀介质发生反应,因钛合金中铝含量较少,无法在表面形成致密的氧化膜,而渗铝接头表面与氧反应生成的致密氧化铝膜阻隔了熔盐和氧气向接头内部侵蚀;渗铝接头热腐蚀100h后的腐蚀增重为0.926mg/cm²,远小于未渗铝时的12.478mg/cm²。渗铝层由金属间化合物TiAl₃组成,渗铝层的厚度不一致,TC17侧较TA15侧厚,在焊缝近域缓慢过渡。渗铝层的厚度随着保温温度升高呈先升后降趋势,随着保温时间延长呈递增趋势,综合考虑可得到最佳渗铝温度范围在850～950℃之间,而最佳渗铝时间范围在3～5h之间。     

2205双相不锈钢包埋粉末渗硼性能研究

目的 提高2205双相不锈钢的硬度和耐蚀性能.方法 2205双相不锈钢采用固体包埋粉末渗硼,于马沸炉中分别在830、860、890℃下保温5 h;在860℃下保温3、5、7 h,随炉冷却到室温.用金相显微镜、扫描电镜观察渗硼层的形貌和测定渗硼层的厚度,用维氏硬度计测定渗硼层的硬度,用纳米压痕仪测定渗硼层不同深度的硬度,用X射线衍射仪分析渗硼层的物相组成,评定渗硼层与基体的结合力,做不同介质下耐蚀性对比试验.结果 渗硼层与基体结合牢固,破坏等级评为一级,渗硼层主要由Fe2 B单相组成.在860℃下保温不同时间,渗硼层的厚度及硬度均随时间的增长而逐渐增大;在不同温度下保温5 h时,渗硼层的厚度及硬度随温度的升高而逐渐增大.渗硼后试样在质量分数都为10%的HCl和NaCl溶液中耐蚀性提高,在质量分数均为10%的H2 SO4、NaOH和HNO3溶液中耐蚀性变差.结论 固体粉末包埋法渗硼工艺改善了2205双相不锈钢的表面组织和性能,有效提高了其硬度及耐蚀性.     

SUS316ss钢包埋粉末渗铝的高温腐蚀研究

,SUS316ss发生了严重孔蚀,渗铝后表面发生轻微孔蚀;渗铝SUS316在1000℃下加热,表面和断面形貌完好,耐高温氧化性提高了5～8倍;在500℃下表面沉积多相混合物,渗铝的SUS316ss耐腐蚀性提高7～8倍.     

A STUDY ON ALUMINIDE COATINGS ON TiAl ALLOYS BY PACK CEMENTATION METHOD

1. IntroductionIntermetallic compound TiAl is expected to be one of the candidates for high temperature systems such as aircraft engines because it has a high specific strength at elevatedtemperatures[1,2]. However, there are two major drawbacks with intermetallic compoundTiAl as an engineering material: one is its poor room temperature ductility and the otheris the poor oxidation resistance above 800xi. The former has been generally overcomeby modification of the microstructure using ternar…     

渗铝304不锈钢不同实验方法的SCC敏感性评价

采用恒载荷试验方法及慢应变速率试验(SSRT)方法研究了渗铝304奥氏体不锈钢在沸腾42％MgCl2溶液中的应力腐蚀破裂(SCC)性能，分析了渗铝不锈钢SCC机理，讨论了不同试验方法对渗铝不锈钢SCC敏感性评价的影响．试验表明：渗铝处理可明显提高304钢抗SCC性能，其机理为渗铝层的环境遮断作用及对基体的电化学保护作用．两种方法在评价各种渗铝钢材料SCC性能方面有统一性：恒载荷试验中SCC敏感性指标σth高的材料，SSRT中SCC敏感性指标δi也相对较高．但两种方法中渗铝试样的断口形态表现出差异：恒载荷试验为穿晶型SCC断口，而SSRT无SCC断口特征，为韧性断口。     

渗铝层的退化过程研究

根据Ｆｉｃｋ第二定律，考虑互扩散系数随Ａｌ浓度变化的规律，提出渗铝钢件在大气介质中较高温度下使用时渗层表面Ａｌ的退化过程，预测退化量或使表面达到某一Ａｌ浓度所经历的时间，并以实验验证．应用预测表面Ａｌ退化量的公式进行计算表明，计算值与实测值非常吻合．     

钝化膜在腐蚀磨损过程中的作用

用擦伤电极法研究了3种不锈钢在含与不含Cl-离子的稀硫酸溶液中,分别于不同载荷下擦伤时,钝化膜的破坏与再生过程.测量了上述条件下的材料流失量.结果表明,钝化膜的抗擦伤能力与擦伤阶段的擦伤电流-时间曲线斜率有关,钝化膜的修复能力与载荷及合金成分有关.     

XTEM STUDY ON ION PLATED STAINLESS STEEL MULTI LAYER FILMS

１．ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＰｈｙｓｉｃａｌＶａｐｏｕｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ（ＰＶＤ）ａｓａｎｅｗｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｓｕｒｆａｃｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｈａｓｂｅｅｎｒａｐｉｄｌｙｄｅｖｅｌｏｐｅｄａｎｄｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄ．Ｓｕｒｆａｃｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｍａｔｅｒｉａｌｓ,ｓｕｃｈａｓｗｅａｒｒｅｓｉｓｔａｎｃｅａｎｄｃｏｒｒｏｓｉｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ,ｃａｎｂｅｉｍｐｒｏｖｅｄｂｙＰＶＤ．Ｒｅｃｅｎｔｌｙ,ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒｆｉｌｍｓａｎｄｃｏｍｐｏｓｉｔｅｃｏａｔｉｎｇ…     

内氧化对渗铝钢循环氧化性能的影响

通过循环氧化试验和SEM观察，研究了内氧化对扩散型热浸渗铝钢循环氧化性能的影响.结果表明，经高温扩散处理后，热浸镀铝钢扩散层的次外层和过渡层之间均有空洞产生.随扩散温度升高和时间延长，次外层和过渡层之间空洞逐步聚集连接成平行于表面的波浪线状空洞带，使高温氧化过程中扩散层产生了内氧化，氧化动力学曲线偏离平方抛物线规律而呈现抛物线—直线规律.因此，渗铝钢的长期氧化速度同时受扩散层内氧化和外氧化的控制.探讨了扩散层空洞带和内氧化的形成机理.      

316不锈钢的非比例循环特性

本文对316L，316LN不锈钢进行了单轴及双轴非比例循环加载试验研究，对这两种钢的循环硬化、塑性流动特性以及单轴随动硬化特性进行了分析，发现这些材料的循环特性不但依赖于等效应变幅值，更依赖于应变路径，得到了这两种材料的循环变形的一些有意义的结果。     

不锈钢的大气腐蚀

    综述了国内外不锈钢大气腐蚀研究状况,重点从点蚀机理、腐蚀速率和影响因素方面分析了不锈钢大气腐蚀的点蚀特征.     

奥氏体不锈钢硼氮共渗渗层组织结构的研究

研究了奥氏体不锈钢硼氮共渗渗层及过渡区组织结构,并对共渗机理进行了探讨。结果表明,渗硼层硼化物为(FeM)B和(FeM)_2B,渗层平坦无齿状插入。硼的渗入使奥氏体不锈钢γ相区的A_1线和A_3线上升到室温以上,在硼的固溶区形成α相。硼化层中的黑色密集带是α相与细密的硼化物共存时易于腐蚀的结果。