园林钢护栏的表面镀层与耐蚀性能研究

对园林钢护栏进行表面热浸镀铝处理,观察热浸镀层的表面和截面形貌,研究扩散退火对镀层形貌、物相、成分和耐腐蚀性能的影响。结果表明,扩散退火前钢护栏表面镀层较为致密、均匀,镀层与基体界面结合良好,未发现有显微裂纹或者孔洞缺陷,外表层为富Al层,次表层为Fe-Al合金层。扩散退火后,表面镀层发生了Fe、Al元素的扩散,镀层表层的氧化物为Al_2O_3,而镀层内层主要为FeAl。经过扩散退火处理后,镀层的耐腐蚀性能明显提高。     

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。     

扩散退火对球墨铸铁热浸镀铝组织的影响

为了研究扩散退火对铸铁热浸镀铝工艺的影响,以球墨铸铁为基体进行热浸镀铝,对浸镀层截面进行了形貌观察(SEM)、能谱分析(EDS)和衍射分析(XRD),分析了扩散退火对镀层组织的影响.结果表明:浸镀层由表面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,形状如舌状指向基体.850℃扩散退火,随扩散时间的延长镀层组织结构明显变化.试验结果表明:耐热用热浸镀铝件在使用前进行扩散退火处理是可行的.     

碳钢热浸扩散渗铝工艺及高温氧化性能的研究

以Q235较理想的热浸镀铝工艺参数为基础,通过二元正交回归试验方法,研究得出较理想的高温扩散渗铝工艺参数,即扩散温度950 ℃,时间6 h.最优工艺参数下表面铝层和扩散铝层的共同厚度为32.8 μm,铁铝化合物的平均厚度为16.8 μm.同时对热浸扩散渗铝试样进行了900 ℃×100 h高温氧化研究,结果表明,采用最优化工艺参数扩散渗铝,所得扩散渗层分布均匀,抗高温氧化性能显著提高.     

304不锈钢热浸镀Al-3%Si-0.5%RE工艺及镀层组织研究

采用Al-3%Si-0.5%RE浸镀液,通过改变热浸镀温度与时间、扩渗温度与时间,对304不锈钢进行热浸镀铝工艺研究。借助扫描电镜对镀层组织进行观察,采用EDS及XRD对镀层不同区域进行成分及相分析。结果表明:当浸镀温度740℃,浸镀15 min时,获得铝镀层平均厚度约为100μm;再经820℃扩渗4 h,获得较好的扩渗层,其平均厚度约为115μm。镀层经扩散退火后由表面铝层和扩渗层组成,表面铝层组织主要为Al和少量Al_2O_3相,扩散层组织主要为FeAl、FeAl_3和Fe_2Al_5相。     

碳钢浸镀扩散渗铝复合渗硼及其表面性能研究

对Q235、45、GCr15钢在720℃±5℃的条件下进行了热浸渗铝,分别扩散1h、2.5h和5h后再进行950℃×6h高温渗硼。利用光学显微镜、扫描电镜、X射线等手段研究了Q235、45钢的热浸渗铝和热浸渗铝复合渗硼层的组织结构。探讨了热浸扩散渗铝复合渗硼中的硼化物的形成机理及硼的迁移机制。采用高温氧化试验和耐热腐蚀试验考察了这两种渗层在高温下的氧化机制,并比较了它们的耐高温氧化性能和耐热腐蚀性能,以及它们在干摩擦条件下的耐磨性。试验结果表明,热浸渗铝经扩散处理后,渗层明显,渗层组织由表及里出现了η相(Fe2Al5)、β1相(Fe3Al)和α相固溶体等组织。热浸渗铝复合渗硼所形成渗层具有与单一渗硼相类似的齿状形态。X射线衍射分析表明,渗层主要由Fe2B、Fe2AlB2及Fe2Al5组成。Q235钢热浸镀铝复合渗硼处理在950℃高温下不具有明显的抗氧化的作用。而热浸渗铝的Q235钢950℃氧化后仍然为扩散处理后的灰色外观。而650℃循环氧化中,这两种渗层的抗氧化能力相当。800℃熔盐腐蚀试验中热浸渗铝与热浸渗铝复合渗硼处理均具有较高的耐蚀胜,比未经处理的试样高10倍左右。在干摩擦条件下,热浸渗铝复合渗硼试样比渗铝扩散处理具有更高的耐磨性。     

扩散处理热浸镀铝钢高温抗氧化行为的研究

对经不同扩散工艺处理的热浸镀铝层高温抗氧化性进行了研究,通过SEM、TEM、XRD分析了经扩散处理后,热浸镀铝层高温氧化过程中组织结构的变化情况,分析了热浸镀铝层高温抗氧化性能和微观结构的关系,确定了提高热浸镀铝层高温抗氧化性的适宜扩散温度.结果表明,经750℃扩散处理,热浸镀铝层结构由较厚的外表层(Fe2Al5+FeAl2)及内层(FeAl+条状FeAl2)组成,条状FeAl2的形成为氧提供了扩散通道,其抗氧化性较差;经950℃扩散处理,镀层外表层变薄,外表层转为单一FeAl2、内层为FeAl,并出现早期内氧化裂纹,其抗氧化性较差:当扩散处理温度为850℃时,镀层外表层变薄,结构转为FeAl2+少量Fe2Al5,而内层增厚,其结构为FeAl+球状FeAl2,而内层FeAl2球化,增强了氧由内层向基体扩散的阻碍作用,使氧只能逐层形成Al2O3+Fe2O3的氧化膜,提高了镀层的高温抗氧化性.     

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.     

扩散处理热浸镀铝钢高温抗氧化行为的研究

对经不同扩散工艺处理的热浸镀铝层高温抗氧化性进行了研究,通过SEM、TEM、XRD分析了经扩散处理后,热浸镀铝层高温氧化过程中组织结构的变化情况,分析了热浸镀铝层高温抗氧化性能和微观结构的关系,确定了提高热浸镀铝层高温抗氧化性的适宜扩散温度.结果表明,经750℃扩散处理,热浸镀铝层结构由较厚的外表层(Fe2Al5+FeAl2)及内层(FeAl+条状FeAl2)组成,条状FeAl2的形成为氧提供了扩散通道,其抗氧化性较差;经950℃扩散处理,镀层外表层变薄,外表层转为单一FeAl2、内层为FeAl,并出现早期内氧化裂纹,其抗氧化性较差当扩散处理温度为850℃时,镀层外表层变薄,结构转为FeAl2+少量Fe2Al5,而内层增厚,其结构为FeAl+球状FeAl2,而内层FeAl2球化,增强了氧由内层向基体扩散的阻碍作用,使氧只能逐层形成Al2O3+Fe2O3的氧化膜,提高了镀层的高温抗氧化性.     

FeAl层对钢基铝镀层陶瓷化的影响

热浸镀铝钢材在铝铁界面处易产成FeAl冶金结合层.本文就FeAl层对铝镀层等离子体电解氧化(PEO)陶瓷层的表面形貌、截面组织、相结构和元素分布的影响进行了研究.结果表明由于FeAl参与,PEO陶瓷层局部区域出现了50 μm～80 μm的贯穿性孔洞,在孔洞/FeAl界面处出现了许多微观裂纹.EDS结果显示孔洞周围的Fe、Na元素含量增高了近8倍.陶瓷层主要由γ-Al2O3、莫来石相、α-Al2O3和Fe3O4相组成.与FeAl层相比,PEO陶瓷层具有较高的硬度和塑性变形能力.     

Features of intermetallic compounds in aluminized steels formed using aluminum foil

Foil aluminizing of steel, wherein Al diffuses to the base steel material by diffusion treatment after hot pressing of the aluminum foil at a lower temperature than the melting point, was performed in this study. Alloy layers formed by diffusion at temperatures ranging from 700 to 1000 °C were investigated, and their features were compared with those of hot-dip aluminized steel. In hot-dip aluminizing, an intermediate Fe₂Al₅ layer was formed between the aluminum layer and the base steel during aluminum coating before the diffusion treatment. In contrast, the coating layer of the foil-aluminized steel specimen after diffusion bonding of the aluminum foil consisted only of the Al layer. An Fe₂Al₅ layer, an FeAl layer and an Al diffused layer were formed in both the aluminized specimens subsequent to the diffusion treatment. The numbers of voids formed in the Fe₂Al₅ layer and at the FeAl/Al diffused layer interface of the foil-aluminized specimens are smaller than those for hot-dip aluminizing. Moreover, the FeAl and Al diffused layers are formed with a greater thickness in the foil-aluminized steel under identical diffusion conditions. The Al concentration in hot-dip aluminized steel decreased in stages from the surface to the base steel, whereas, in the foil-aluminized steel, it decreased gradually. The Fe₂Al₅/base steel interface in the foil-aluminized steel was thus indistinct, and cross-sectional hardness also decreased gradually.     

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     

热浸镀Zn-Al-Si镀层的组织

试验研究了550℃,纯铁在30Al-Zn-1.1Si和40Al-Zn-1.1Si合金浴中热浸镀生成的合金层组织。比较了两种合金镀层在不同浸镀时间合金层生长的变化,发现在τ5C相破裂之前阶段,两种镀层的合金层生长缓慢;随着反应时间延长,熔池扩散的进行,τ5C相破裂,液相开始进入FeAl3相,FeAl3相与τ5C相生长加快,故本试验中对合金层生长起主要抑制作用的是τ5C相;由于富硅的τ1相在界面上富集,再加上Fe2Al5中固溶硅的作用,抑制了铝的扩散,使(Fe2Al5+τ1)相生长缓慢而且致密。通过比较还发现,浸镀相同时间时,随着铝含量降低,合金层的厚度会更薄,τ5C相的抑制作用更强,形成的渣更少。     

碳钢热浸渗铝性能研究

对热处理后的热浸镀铝钢进行研究,采用金相法对其显微组织进行分析,采用冲刷磨损试验、腐蚀试验及高温氧化试验对其进行性能测试分析.耐磨试验和腐蚀试验表明:钢经渗铝后,其合金相硬度较高,具有较好的耐磨性,合金层表面的渗层对基体起到了阴极保护作用,提高了其耐腐蚀性能.高温氧化实验结果表明:渗铝钢抗高温氧化性能远远优于碳钢基体,与不锈钢的抗高温氧化性能相当.     

温度对热浸铝及后续扩散中镀层的影响

采用热浸镀铝法在不锈钢表面制备铁铝镀层并分析了镀层的组织结构及其影响因素。结果表明：热浸镀纯铝后,镀层由表面铝层和合金层组成,层间结合紧密,镀层较厚。随浸铝温度的升高,外层铝层减薄,而内层合金层明显增厚,镀层总厚度并没有太大差异,在800℃时镀层质量最为优异。在热扩散实验时,900℃时形成的扩散层质量最佳,为韧性相FeAl固溶体和a-Fe（Al）固溶体,镀层中没有孔洞及裂纹生成,为理想的过渡层材料。     

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。     

表面纳米化对AZ91D镁合金渗铝行为的影响

镁合金表面渗铝是提高耐蚀性的一种有效方法。本研究将表面纳米化作为渗铝的预处理过程。采用高能喷丸对AZ91D镁合金进行表面纳米化处理,然后进行真空铝扩散得到渗铝层。用透射电镜(TEM)和扫描电镜(SEM)观察了渗铝层的形貌。结果表明,在对AZ91D镁合金表面高能喷丸后获得了100 nm的晶粒尺寸。在高能喷丸之后,渗铝层的深度比未高能喷丸的渗铝层厚。在440℃下扩散12 h后,渗铝层的深度增加到70μm。采用电化学方法对AZ91D镁合金的耐腐蚀性能进行了表征。结果表明,渗铝层明显降低了AZ91D镁合金的腐蚀速率。因此,高能喷丸强化有利于镁合金表面渗铝,提高镁合金的耐蚀性。     

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。     

扩散退火和热轧温度对钛铜界面结合强度的影响

对热挤压的钛铜复合棒进行扩散处理,研究扩散退火温度及保温时间对界面结合强度的影响,并通过测试Ti和Cu在高温下的拉伸性能来选择较为合适的热轧温度。结果表明:扩散退火可有效促进界面处金属原子的扩散和增强结合强度,当扩散退火在780～800 ℃/30 min时复合界面的结合强度最高;钛铜复合棒热轧温度应选择780 ℃较为合适,此时Ti、Cu的强度和塑性指标相近,利于热轧时的均匀变形;钛铜复合棒的热轧结合机理可用N.Bay理论、热作用机制及位错学说进行解释。