Fe-,3-x-Cr-,x-Si合金的制備及其腐蝕性能研究.pdf

1、難熔金屬硅化物Fe3Si因具有優(yōu)異的耐腐蝕、抗氧化、耐摩擦及制備簡(jiǎn)單、原料低廉等優(yōu)點(diǎn)，而其成為一種潛在的結(jié)構(gòu)材料。但是，長(zhǎng)期以來對(duì)Fe3Si的研究一直集中在它的磁學(xué)性能，對(duì)其作為結(jié)構(gòu)材料的研究甚少。本實(shí)驗(yàn)對(duì)Fe3Si及其合金的制各及抗氧化、耐腐蝕性能進(jìn)行了研究。
　　 采用機(jī)械球磨結(jié)合熱壓燒結(jié)的方法，制備了Fe3-xCrxSi(x=0，0.2，0.4，0.6)合金，并采用XRD、SEM、EPMA等對(duì)制備試樣進(jìn)行表征。同時(shí)，以30

2、4不銹鋼為參比試樣，研究了Fe3-xCrxSi合金在800℃和900℃下高溫抗氧化性能及其在0.5mol/L、5mol/L和10mol/LH2SO4溶液中的腐蝕性能。
　　 對(duì)不同燒結(jié)溫度和保溫時(shí)間的合金試樣進(jìn)行對(duì)比，從而確定最佳燒結(jié)參數(shù)為：燒結(jié)溫度1100℃，保溫時(shí)間60min；合金主要物相為Fe3Si；隨著Cr含量的增加，合金的硬度和致密性增加，壓縮強(qiáng)度呈先增加后降低的趨勢(shì)，當(dāng)x=0.2時(shí)，合金壓縮強(qiáng)度最大，達(dá)到1860MP

3、a；合金斷口形貌以脆性解理斷裂為主，Cr元素的合金化，一定程度上改善了Fe3Si的脆性。
　　 對(duì)合金試樣及參比試樣在800℃和900℃下的高溫抗氧化性能進(jìn)行研究。結(jié)果表明：在800℃和900℃下，合金表現(xiàn)出了較304不銹鋼良好的高溫抗氧化性能；氧化膜為復(fù)合氧化膜，主要物相為SiO2、Cr2O3、FeCr2O4等；隨合金元素Cr的添加，氧化增重逐漸減少，很好的改善了Fe3Si的高溫抗氧化性能；合金中Cr含量較少時(shí)，生成的Cr2O

4、3氧化膜過薄且容易脫落，不能起到保護(hù)作用；在高的氧分壓條件下，易生成FeCr2O4、Fe2.95Sio.05O4尖晶石保護(hù)性氧化膜。
　　 進(jìn)一步研究了合金試樣Fe3-xCrxSi及參比試樣(304不銹鋼)在0.5mol/L、5mol/L和10mol/L的H2SO4溶液中抗腐蝕性能。從極化曲線中可以看出，在各個(gè)濃度的H2SO4溶液中合金試樣均有明顯的鈍化區(qū)域；在0.5mol/L的H2SO4溶液中，合金試樣的自腐蝕電位較低，自腐蝕

5、電流較高，合金耐腐蝕性低于304不銹鋼，但合金試樣的鈍化區(qū)間較寬；在10mol/L的H2SO4溶液中，合金的自腐蝕電位和自腐蝕電流均低于304不銹鋼，合金腐蝕傾向較大，但抗腐蝕性仍好于304不銹鋼；隨著Cr含量的增加，F(xiàn)e3-xCrxSi的致鈍電位負(fù)移，穩(wěn)定鈍化電位范圍變寬，同時(shí)致鈍電流和維鈍電流降低，耐蝕能力增強(qiáng)，說明Fe3-xCrxSi在濃H2SO4溶液中更容易發(fā)生鈍化，生成鈍化膜SiO2和Cr2O3。浸泡腐蝕也表現(xiàn)出相似的特性，隨