粉末法铝硅共渗提高耐热钢抗渗碳性能

对乙烯裂解炉管用KH40耐热钢进行粉末法铝硅共渗处理。分析了铝硅共渗层的组织特点，研究了处理层的抗渗碳性能。结果表明，共渗处理层由粘附层、互扩散层和渗层组成；处理层在100h强渗碳条件下，表现出良好的抗渗碳性能。     

化学成分对奥氏体耐热钢抗渗碳性能的影响

本文通过固体渗碳实验方法,研究了Ni、Si和Nb等合金元素对奥氏体耐热钢抗渗碳性能的影响规律。结果表明:Ni、Si或Nb均提高耐热钢的抗渗碳能力。其中Ni和Si主要通过阻碍渗层碳化物的形成而降低渗层碳浓度。Nb既即可通过表面氧化膜的作用,限制碳向钢中扩散,降低渗层碳浓度;有时又可能提高渗层碳浓度,降低渗层厚度的增长速率。     

加速固体粉末渗铝的两段法新工艺

采用金相显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计等仪器，研究了经两段法固体粉末渗铝工艺处理后，HK40钢渗铝层的组织和性能。试验结果表明，该渗铝层是由NiAl相和Ni3Al相组成，与传统固体粉末法渗铝工艺相比，具有渗速快、渗层显微硬度过渡平缓、渗层表面质量好等特点，并对加速渗铝过程的原因进行了初步探讨。     

交流电场对45钢粉末法渗铝的影响

通过设置一对电极,在粉末法渗铝过程中对置于两极间的45钢试样与渗剂施加交流电场,进行交流电场增强粉末法渗铝。通过对渗铝层的生长、组织与相结构特性的观察分析,研究交流电场对45钢粉末法渗铝的影响。结果表明:施加适当的交流电场可以显著促进渗铝过程,促渗作用随电场电流增加而增加;在仅含2%铝粉的渗铝剂中进行电场电流为2 A、保温4 h的渗铝,在500℃即可形成约40μm的渗铝层,在800℃时形成厚约180μm的渗铝层;交流电场能够降低渗铝层表层的含铝量,避免表层形成硬脆富铝相;交流电场粉末法渗铝层在900℃时具有优良的抗氧化性能。分析认为,交流电场的促渗作用与电场对渗铝过程中试样内的扩散、渗剂中的反应与扩散及渗罐内的实际温度等的影响有关。     

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。     

奥氏体耐热钢的热浸扩散渗铝研究

采用表面电解活化助镀技术在奥氏体耐热钢表面获得了良好的助镀层，试样经电解活化助镀后，在735℃铝浴中浸镀5min，可获得良好的热浸镀铝过渡层。以NH4Cl为活化剂，添加少量和CeO2稀土混合物，在960℃密封扩散6h，随炉冷却，在耐热钢表面获得了结合良好的扩散渗铝层。应用SEM电镜分析和能谱分析等方法分析了热浸扩散渗铝层的成分、组织和形貌。     

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。     

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。     

CrNiNRE奥氏体耐热钢的电解活化热浸扩散渗铝研究

采用表面电解活化助镀技术在渗碳炉辐射管用CrNiNRE奥氏体耐热钢表面进行了热浸扩散渗铝试验研究.应用SEM电镜和能谱分析及显微硬测试等方法分析CrNiNRE耐热钢热浸扩散渗铝层的成分、组织和形貌.试样经电解活化助镀后,在735℃铝浴中浸镀5min,获得了良好的热浸镀铝过渡层.以NH4Cl为活化剂,添加少量CeO2稀土混合物,在960℃密封扩散6h,随炉冷却,在耐热钢表面获得了结合良好的扩散渗铝层.     

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。     

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.     

固溶处理对ZG40Cr25Ni20Si2耐热钢耐蚀性能的影响

采用动电位极化曲线、电化学阻抗谱、中性盐雾试验、光电子能谱研究了固溶处理(固溶温度1080℃,保温时间90 min)对ZG40Cr25Ni20Si2不锈钢耐腐蚀性能的影响.结果表明:在此固溶处理参数下,处理后的试样腐蚀电位下降,腐蚀电流密度升高,容抗弧尺寸明显低于铸态,耐腐蚀性能降低.中性盐雾试验中在96 h内固溶态和...     

The effectiveness of aluminizing in protecting iron-base alloys in sulphidizing gases at high temperature

Following earlier research which has shown that Al₂O₃ scales are more effective than Cr₂O₃ scales in protecting iron-nickel-base alloys against sulphur-containing gases, several commercial steels, 310 stainless, 314 stainless, and 321 stainless, and an experimental ferritic steel, FeCrAlHf, have been pack aluminized to develop aluminide coatings for applications in mixed-gas environments of high sulphur and low oxygen potential. Results are presented for long-term exposures to H₂/1.6% H₂O/1.1% H₂S at H₂S at 750°C and 1000°C under thermal-cycling conditions. Short-term tests in this environment at 750° C led to considerable sulphidation of the uncoated, Cr₂O₃-forming alloys. The aluminized alloys were much more resistant to sulphidation than the uncoated materials, with relatively little degradation being observed after 200 hr at 750°C. Even at 1000°C, with the exception of the ferritic steel, the coated systems showed reasonable degradation resistance for 500 hr. Eventual sulphidation resulted from back diffusion of aluminum into the substrate and dilution of the coating surface in this element until an Al₂O₃ scale was unable to reform and base metal sulphides could develop. The composition of the substrate was important in determining the rate of aluminium depletion from the coating, with interdiffusion being faster in ferrite-rich matrices than the austenite matrices. Thus, the higher nickel-containing alloys developed the most effective coating systems for use in such environments. The structures of the various aluminized systems are presented and their mechanisms of protection and breakdown are discussed and correlated with their performances under these high-temperature conditions.     

一种马氏体型耐热钢403Nb中高温析出相的溶解与析出行为

通过热力学软件计算、组织观察以及显微硬度测定,研究固溶温度为850～1200℃时403Nb耐热钢中析出相的溶解与析出行为。结果表明:该耐热钢在高温下主要存在M23C6和MX两种类型碳化物;其中,M23C6型碳化物在900℃左右就完全溶解,而MX型碳化物则相对较稳定,在固溶温度超过1000℃时才开始缓慢溶解。随着固溶温度的升高,MX型碳化物颗粒逐渐减少且颗粒平均尺寸不断长大,但其中非平衡成分的低Nb含量MX型碳化物不断溶解,而平衡成分的高Nb含量MX型碳化物则不断长大。在固溶温度为1150℃时,403Nb钢中开始析出对性能不利的δ铁素体,且随固溶温度的升高,δ铁素体含量逐渐增多。     

纯钛和镍包埋渗铝的热力学研究(英文)

分别在敞开和密闭系统中进行纯钛和纯镍的气相渗铝实验。渗铝实验在1100℃下进行3h,包埋粉末含10%Al、5%NH4Cl和85%Al2O3。在敞开条件下,渗铝后纯钛的表面会生成α(Al)固溶体,样品的质量损失达到32.37%。然而,在密闭条件下,纯钛样品的表面生成TiAl3层和α(Al)固溶体,没有质量损失。热力学分析表明,在敞开条件下对纯钛渗铝时,会生成钛的氯化物,导致其质量减少。而在密闭条件下,由于生成的氯化物会达到平衡状态而使生成反应停止。相反,无论是在敞开或密闭条件下,纯镍样品都可以进行表面渗铝,不会导致质量损失。在两种状态下,镍的表面都生成了AlNi和Ni3Al相。     

Effect of yttrium on the cyclic oxidation behaviour of HP40 heat-resistant steel at 1373 K

The effect of rare earth elements on cyclic oxidation behaviour of HP40 at 1373 K has been investigated. The results demonstrate that 0.06 wt.% addition of Y effectively improves the cyclic oxidation resistance of such Si-containing alloy. By observing the cross-section of the scale, it is found that Y facilitates the formation of Si-rich internal oxide, which improves the spalling resistance of the scale. As a result, compared with the sample without Y addition, on which the spinel layer is discontinuous, a continuous duplex scale of chromia overlaid by manganese-rich spinel is kept at the outmost of the Y-modified alloy.     

65Nb基体钢固体渗碳及淬火工艺

研究了固体渗碳温度、渗碳时间、淬火加热温度和保温时间、回火温度等对６５Ｎｂ基体钢硬度和韧性的影响。结果表明，适宜的工艺为９２０℃×４ｈ固体渗碳，１０８０℃×２５ｍｉｎ加热淬火，５６０℃回火。