磁场对钛合金热浸铝涂层的组织和性能的影响

针对TA15钛合金表面热浸铝涂层的裂纹问题,研究了在热浸铝涂层成形凝固过程中施加交变电磁场及后期热扩散处理对涂层组织和性能的影响。采用能谱仪(EDS)、扫面电镜(SEM)和XRD分析镀层的形貌、微观结构以及微区元素分布,利用显微硬度计测试了涂层的显微硬度,探讨了交变电磁场对金属间化合物涂层组织结构的影响。试验结果表明:该工艺制备的涂层厚度较传统涂层未发生变化,但是与基体结合良好,裂纹明显减少或消失。施加较强交变电磁场后,当电流强度为8A时,涂层裂纹明显减少;当电流强度为10A和12A时,涂层与基体结合良好,未发现明显裂纹,组织和性能得到改善,可获得质量较好的涂层。

利用热浸铝结合扩散热处理改善孪生诱发塑性(TWIP)钢的耐蚀性

利用热浸铝结合扩散热处理在孪生诱发塑性(TWIP)钢表面制备了Fe-Al化合物涂层,并对涂层的组织及浸铝合金的耐蚀性进行了研究。结果表明,初始热浸铝试样过渡层包括棒状的Fe-Al化合物区和少量Fe-Al化合物与Fe-Mn-Al-Si基体共存区。随扩散热处理温度的升高,合金扩散层厚度快速增大,涂层组织逐渐由富铝相向富铁相转变,1050℃时,由Fe_(2)Al_(5)和FeAl_(3)相全部转变为Fe_(3)Al相。电化学试验表明,TWIP钢经热浸铝及1050℃扩散处理后耐蚀性明显增强,腐蚀电位从-0.849V增加到-0.625V,腐蚀电流则从26.1μA/cm^(2)降低到2.70μA/cm^(2)。这主要是由于扩散层中的铝含量较高,在NaCl溶液浸泡时,表面易形成致密的Al2O3钝化膜,能够有效降低初始阶段阴极电流密度,同时Fe3Al化合物涂层也具有更高的耐蚀性能。

A_3钢热浸铝镀层生长规律的影响因素

研究了Ａ_３钢采用熔剂法热浸铝时，温度、时间对浸铝层生长规律的影响。结果表明，表面层的生长过程具有“凝固溶解期”→“扩散增厚期”→“过渡平衡期”三个不同阶段，过渡层的生长符合指数增长规律。根据生长规律曲线提出了耐蚀、耐热用浸铝钢的选择规范。

热浸铝镀层的微观结构及形成机理

在一定温度下，研究了Ｑ２３５钢在不同时间条件下热浸铝时镀层的微观结构变化及形成机理。结果表明，浸铝初期，在铝铁界面产生连续的ＦｅＡｌ３薄层；随时间延长，由于斜方晶格Ｆｅ２Ａｌ５相的快速生长，抑制了ＦｅＡｌ３相的进一步形成，使ＦｅＡｌ３相由初期的连续层向非连续相层转变，而Ｆｅ２Ａｌ５相呈不均匀齿状垂直于基体表面生长。通过ＳＥＭ及ＴＥＭ分析了镀层形成机理并提出了镀层的结构模型。

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 。

Q235钢热浸铝初期镀层组织结构的变化

研究了Ｑ２３５钢热浸铝初期镀层的微观结构变化及形成机制。结果表明，浸铝的初始阶段铝表层与基体之间产生连续的ＦｅＡｌ３薄层。随时间延长，斜方Ｆｅ２Ａｌ５相的快速生长，抑制了ＦｅＡｌ３相生长，并使ＦｅＡｌ３相的连续性被破坏，Ｆｅ２Ａｌ５相呈不均匀的齿状垂直于基体表面生长。采用ＡｌＫα元素的面分布分析及透射电镜分析了镀层初期形成过程，并提出了镀层的结构模型。

铝铅轴承合金与热浸铝钢板的热轧复合机制与结合强度

铝铅轴承合金带与具有不同厚度化合物层的热浸铝钢板通过热轧技术成功实现复合。复合界面结构分析表明:复合过程中形成两种界面,热浸铝钢板与铝铅合金带通过化合物界面结合与缺口界面结合的机制而复合。阐述了热浸时间、化合物层厚度、缺口界面分数之间的关系及对结合强度的影响,其中缺口界面分数是影响结合强度的主要因素。结合强度与缺口界面之间呈线性关系。缺口界面分数随化合物厚度的增加而增加,超过73μm,转为下降。

热浸铝钢等离子体电解氧化陶瓷层的微观力学特性

采用纳米压入方法表征了热浸镀铝钢表面由Al_2O_3层、Al层和FeAl层组成的复合涂层的纳米硬度、弹性模量及断裂韧性等微观力学性能,采用扫描电镜(SEM)观察了纳米压痕形貌,并分析了孔洞对陶瓷层的纳米压入行为和压痕裂纹扩展的影响.结果表明:等离子体电解氧化(PEO)陶瓷层中包含许多微米和亚微米尺度的细小孔洞,陶瓷层弹性模量约为226.4 GPa,纳米硬度约为19.6 GPa.当纳米压入深度为250 nm时,所测得陶瓷层的力学参数分散性较大.与FeAl层比较,PEO陶瓷层具有较高的裂纹扩展阻力.FeAl层纳米压痕顶端产生了沿直线扩展的径向裂纹;而陶瓷层纳米压痕中除径向裂纹外出现了侧边裂纹.

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α-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。

钢铁件热浸铝工艺的改进及发展

对钢铁件在热浸镀铝工艺中存在的主要问题进行了分析和讨论，并论述了该项技术的应用和发展前景。

硅对铝铅轴承合金带与热浸铝钢板热轧复合界面强度的影响

将铝铅合金带分别与热浸纯 Al、Al- 2 % Si合金的钢板进行热轧复合。研究了元素硅、热浸时间、金属间化合物层厚度及缺口界面分数对结合强度的影响。结果表明 ,在复合过程中产生两种不同界面 ,铝铅合金与热浸铝钢板通过缺口界面和化合物界面而结合。总的结合强度主要取决于缺口界面强度的大小与分数的高低 ,而且与后者之间呈线性关系。硅对总结合强度的影响体现在 :虽然对化合物界面强度的影响较小 ,但显著提高缺口界面强度 ,因而使总结合强度明显提高。在给定实验条件下 ,使热浸纯 Al时的缺口界面强度从约为化合物界面强度的 4倍提高到热浸 Al- 2 % Si时的近

带热浸铝涂层MANETⅡ马氏体钢的氢渗透性能研究

在 3 0 0～ 45 0℃温度范围内 ,分别在氢气相和液态铅锂合金相中 ,开展了带热浸铝涂层MANETⅡ马氏体钢的氢渗透性能研究。结果表明 ,实验所得到的氢渗透率减低因子 (PRF) ,在气相中为 62 0～2 63 ,在液态铅锂合金相中为 45～ 3 0。但仍然没有满足DEMO聚变堆的设计要求。涂层的自修复效应在 40 0℃以上是明显和有效的。从渗透通量与样品上游氢压的关系来看 ,涂层使得表面效应对渗透过程的影响很大。在上游小流量及在液态铅锂合金中鼓泡充氢可以导致渗透通量升高。扫描电镜和能谱分析 (SEM EDS)的结果表明 ,样品表面被液态铅锂合金所浸润的部分出现微裂纹 ,而未浸润部分没有出现微裂纹。微裂纹很肤浅 ,仅仅影响涂层的最外表面薄层 ,没有贯穿整个渗铝层而到达基体。未浸润表面的Al O原子比约为 2 3 ,浸润表面约为 1 1 ,表明液态铅锂合金对渗铝层表面的Al2 O3 薄层造成了损伤。总的看来 ,造成氢渗透阻挡层性能退化的原因 ,是涂层外表面与液态铅锂合金相互作用 ,以及涂层在升。

钛合金表面热浸铝技术的研究进展及展望

钛合金表面热浸铝技术是将预处理过的钛合金零件在熔融铝液中浸没一定的时间,在钛合金表面形成镀层以强化表面的一种表面处理技术.本文综述了钛合金表面热浸铝梯度镀层的微观生长机理和组织成分;镀层对合金硬度、耐磨性及抗高温氧化性的影响以及其他热浸铝工艺.分析了浸镀液的温度、浸镀时间及热扩散温度、时间对镀层组织和性能的影响.提出热浸铝+交变电磁场中凝固新方法的可行性.

钢铁热浸铝防护技术的开发

钢铁热浸铝防护技术的开发陈振进，朱相荣（钢铁研究总院青岛海洋腐蚀研究所）一、问题的提出众所周知，钢铁热浸铝防腐技术是世界上应用广泛，技术成熟、工艺稳，成本低的防腐方法之一，世界上锌产量的半数以上用于热浸锌（也称热镀锌）工业［１］。但我们知道，锌与铝比...

钢的热浸铝镀层

前言可以通过电镀金属层,也可以防护薄膜来防止钢铁表面环境腐蚀。成形的例子有镀锌和镀铝,后来又出现了镀铅和锡。在镀于钢上的有色金属中,锌是最便宜的,此外,人们认为铝镀层的发展很可能与电镀层相比。锌铝合金镀层在用于钢上时具有三种防护性能:(1)致密表层隔离了底层金属与外界环境的接触;(2)如果镀层受到机械损伤,则它保护暴露的金属使它变为阴极,例如,在海洋环境中。(3)形成良好的氧化膜,可以起到防护作用。

TC4热浸铝高温氧化性能的研究

通过热浸铝和扩散退火在TC4合金表面制备钛铝合金复合涂层,研究该涂层在850℃和900℃的长时间高温氧化行为。利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)等技术手段,分析复合涂层在高温氧化前后的微观组织。研究结果显示,复合涂层分为中间层和扩散层,扩散层主要相是TiAl_3和少量Al_2O_3;热浸铝有效提高基体的高温氧化性,850℃循环氧化后试样表面形成一层Al_2O_3保护层,900℃循环氧化后试样表面形成一层由Al_2O_3和TiO_2组成的混合氧化物层。

铜/钢爆炸焊接板浸铝铸件中铝/钢界面裂纹的形成与扩展

采用铜/钢爆炸复合板浸铝铸造的方法制取了铝/钢铸件。用扫描电子显微镜对复合铸件中铝/钢界面裂纹的形成以及这些裂纹在不同热处理制度下和拉剪测试时的扩展形为进行了分析。研究表明,浸铝铸造后的裂纹主要存在于波侧面的Fe2Al5层中,且大部分平行于波形界面。当试样经过300～600℃,30min退火空冷后,裂纹从波侧面扩展到波谷和波峰,同时在波形界面的块状FeAl3相中也出现平行于波形界面的裂纹。铝和钢的热膨胀系数有较大差异,而在界面导致残余热应力是造成界面裂纹产生和扩展的主要原因。由于铝、钢接触反应时的Kirkendall效应使Fe2Al5层中产生较多的微孔,同时也由于该中间层较厚,因此微裂纹往往在该层中产生和扩展。拉剪测试后的断口分析表明材料主要沿铝/钢波形界面失效。

浸铝硅石墨复合材料氧化及滑动磨损性能

为研究浸铝硅石墨材料在高温下动态密封性能,采用环块式磨损试验机考察浸铝硅石墨材料在高温下的抗氧化性能及室温下的干滑动磨损性能,通过光学及电子显微镜、X射线衍射表征浸铝硅石墨氧化表面及磨损表面形貌及组成,探讨浸铝硅石墨的氧化及磨损机制。结果表明,与石墨材料相比,浸铝硅石墨在300-500℃范围内具有较好的抗氧化能力;由于铝的浸渗,提高了基体材料的强度及承载能力,而其中的石墨在磨损过程中可在磨损表面形成一层摩擦层,因而显著提高了材料的抗磨性能。

活化热浸铝工艺对高强钢和铝合金焊接性能的影响

研究了高强钢板的活化热浸铝工艺,并分析了活化时间、浸铝时间对钢板表面渗层组织性能以及焊接性的影响,并得出最佳的活化时间和浸铝时间。

高速公路波形钢护栏浸铝工艺研究

介绍了高速公路波形钢护栏的各种浸铝工艺，其工艺过程包括了预处理、浸铝、后处理和性能评价四个步骤．详细地探讨了熔剂成分、浸铝温度、浸铝时间和提升速度等工艺参数对镀层表面性能的影响．该技术开发出了高质量的浸铝镀层，并被成功地用于海洋大气环境和工业大气环境的高速公路护栏工程建设中．