不同鋼基體熱浸滲鋁層組織及循環(huán)氧化行為的研究.pdf

1、鋼鐵滲鋁是用熱擴(kuò)散方法在鋼鐵表面獲得鋁鐵合金層的表面保護(hù)工藝。鋁鐵合金層具有良好的耐腐蝕性能，特別是在高溫條件下的耐氧化和耐腐蝕性能更為優(yōu)異。Q235鋼滲鋁后雖然也具有較好的高溫抗氧化性，但因?yàn)殇摶w高溫強(qiáng)度低而容易變形，以及在高溫下鋁原子向鋼基體擴(kuò)散較快而導(dǎo)致其使用壽命不夠理想，影響了碳鋼滲鋁的應(yīng)用。針對(duì)這一問題，本文選擇Q235、201、Cr14Mo4V、5CrNiMo、H13等五種不同鋼為基體，采用一浴法在750℃×10 min浸

2、鋁及900℃×3 h擴(kuò)散條件下進(jìn)行滲鋁，對(duì)滲鋁試樣進(jìn)行800℃×36 d高溫循環(huán)氧化，用金相顯微鏡、掃描電鏡及XRD等觀察了氧化前后滲鋁層組織變化以及滲鋁鋼件的氧化行為，結(jié)果表明:
　　201、Cr14Mo4V、5CrNiMo、Q235、H13滲層組織穩(wěn)定性依次下降，H13鋼在氧化24天最先失效，Q235鋼在氧化30天失效，201、Cr14Mo4V、5CrNiMo在循環(huán)氧化36天依然具有良好的抗氧化性。這說明201、Cr14Mo4

3、V、5CrNiMo基體中的合金元素減緩了Al原子向基體內(nèi)擴(kuò)散，增加了滲鋁層的使用壽命。
　　循環(huán)氧化過程中，滲層組織發(fā)生了明顯的變化。氧化前滲層中有少量空洞，隨著氧化的進(jìn)行，空洞聚集長(zhǎng)大，形成孔洞或裂紋，次外層與過渡層界面上產(chǎn)生波浪線狀空洞帶，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，逐漸轉(zhuǎn)變成平直狀缺陷。氧化前滲層外層主要由Fe2Al5相和少量FeAl2、FeAl相組成，過渡層主要由FeAl相和Al在Fe中α固溶體相以及少量Fe3Al相組成。循環(huán)氧化階段

4、，隨著Al原子向基體擴(kuò)散，外層由Fe2Al5、FeAl2逐漸轉(zhuǎn)變成FeAl相，且厚度降低;過渡層厚度增加且分為兩層，一層由FeAl相，另一層由Al在Fe中α固溶體相組成，兩層界面上分布著Fe3Al相以及Cr、C化合物。循環(huán)氧化前期，5CrNiMo和201剝落失重大于形成氧化膜增重，氧化動(dòng)力學(xué)曲線下降，Q235、Cr14Mo4V和H13表面脫落少，遵循氧化增重規(guī)律。氧化后期Q235、Cr14Mo4V、201、5CrNiMo氧化動(dòng)力學(xué)曲線平