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《广西大学》 2012年
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Al-5Ti-B-RE细化剂对Q235钢热浸镀铝层组织及性能影响的研究

郑良杰  
【摘要】:热浸镀铝钢因其良好的抗高温氧化性能和耐腐蚀性能而得到广泛应用,Al-5Ti-B-RE中间合金是一种新型晶粒细化剂,具有净化铝液,提高铝液流动性,细化铝晶粒等特性,这些特性对热浸镀铝技术也是至关重要的。本文旨在充分利用晶粒细化剂净化铝液和细化晶粒等作用来提高热浸镀层性能,为热浸镀铝技术未来的推广应用奠定一定的工艺和理论基础。 利用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪和X射线衍射仪等设备研究了Q235钢热浸镀铝的显微组织,并研究Al-5Ti-B-RE中间合金细化剂对热浸镀铝层的组织与抗氧化性、耐蚀性的影响。 研究发现:镀铝层的纯铝层由α-Al、FeAl3相和一定量的非晶相组成,合金层的物相是Fe2Al5相和少量的FeAl3相。添加细化剂后,镀层表面平整、致密、无漏镀,合金层的齿状整齐,齿峰分叉少;纯铝层和合金层的厚度均降低,纯铝层和基体的硬度变化不大,合金层的硬度降低,其中热浸镀0.1%细化剂铝的合金层厚度最薄,硬度最低。经850℃×5h扩散退火后,扩散层由表及里由Fe2Al5、FeAl2、FeAl和Fe3Al相组成。 实验结果表明:添加0.1%的Al-5Ti-B-RE中间合金细化剂的热浸镀铝试样的综合性能最佳,其抗高温氧化性能是热浸镀纯铝的1.1倍,是Q235钢的49.6倍;其在3%NaCl溶液中的耐腐蚀性能是热浸镀纯铝的2.2倍,是Q235钢的56.5倍;在0.1%Na2S溶液中的耐腐蚀性能略比热浸镀纯铝的差,是Q235钢的1.5倍。 分析表明,Al-5Ti-B-RE中间合金细化剂对热浸镀铝组织和性能的影响机理为:①在短时间释放了Ti2Al20RE、TiB2和TiAl3第二相颗粒,并迅速发挥有效形核的作用,细化组织,使试样表面更加致密;②细化剂中稀土能够填充合金层中的Fe2Al5的晶格空位,可以阻止腐蚀介质进一步向钢基体扩散;③Al-5Ti-B-RE能在扩散层上形成稳定的致密化合物层。这些因素都在一定程度上改善镀层组织和性能。
【学位授予单位】:广西大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TG174.443

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