Q235钢双辉镍铬共渗层的组织结构和耐蚀性能

本文采用双层辉光等离子表面冶金技术在Q235钢表面制备Ni-Cr合金层,通过扫描电子显微镜及能谱仪附件、X射线衍射仪、动态显微硬度系统等测试方法表征了合金层的组织形貌、化学成分、相组成、动态显微硬度和弹性模量,并采用CHI750电化学工作站,以304L不锈钢为对比试样,通过三电极体系以0.001V/S的扫描速度研究了两者在3.5%的NaCl和0.5%H2SO4两种介质中的电化学腐蚀行为.结果表明:等离子共渗后,Q235钢表面形成了厚度约12μm的镍铬合金层,渗层均匀致密,无孔洞裂纹等缺陷,其表面晶粒结聚成团,呈颗粒状.镍、铬合金元素由表及里呈梯度分布,并在次表层达到浓度高峰,其原因在于在此工艺下沉积的表层区域原子发生逆溅射和逆扩散.合金层主要由FeCr0.29Ni0.16C0.06、Cr23C6和γ相组成,与基体呈冶金结合,表面动态显微硬度达9.72GPa.电化学腐蚀试验表明合金层在NaCl溶液中的自腐蚀电位相对于不锈钢正移25mV,并且具有比不锈钢更小的腐蚀电流密度,而在H2SO4溶液中合金层的腐蚀电位虽负移9mV,但其腐蚀电流密度依然远小于不锈钢,计算得出其腐蚀速度相对于不锈钢分别降低了2.35倍和1.30倍,因此双层辉光等离子镍铬共渗可显著提高Q235的耐腐蚀性能.

冷轧对Fe-Al合金层组织及高温氧化性能的影响

利用热浸镀铝后真空扩散的方法在Q235钢板表面制备FeAl合金层,并进行形变量为20.5%、34.1%、40.9%的冷轧试验。采用金相、SEM、EDS、XRD分析了冷轧前后合金层的组织结构,测试了不同冷轧形变量试样的高温抗氧化性能。结果表明,冷轧后合金层与基体结合良好,未出现脆裂、剥落。冷轧过程中剧烈的塑性变形使FeAl相发生部分无序化转变,微观应变随冷轧形变量的增大缓慢增大,最大微观应变达0.40%。冷轧后合金层依然具有良好的高温抗氧化性能,经最大冷轧形变量40.9%时,高温抗氧化性能仅下降8.4%。

熔焊对碳钢渗铝层组织和抗氧化性能的影响

采用钨极氩弧焊焊接了热浸镀铝后真空扩散的Q235钢板,采用光学显微镜、SEM、EDS、XRD等研究了熔焊对渗铝层组织及高温(800℃)抗氧化性能的影响。结果表明:渗铝层与焊缝之间实现冶金结合,铬、镍、铝元素在熔合线附近呈现梯度分布,熔合线附近的主要物相为Al_2Cr、AlCrFe_2以及(Fe,Cr)固溶体;焊后试样的氧化-增重曲线近似抛物线,熔合区氧化膜的主要物相为Al_2O_3、Cr_2O_3和Fe_2O_3,焊后渗铝试样的高温抗氧化性能比焊接前仅下降了22.8%。