摻雜鋁元素的多元共滲復(fù)合處理工藝及其防腐蝕性能的研究.pdf

1、本文探索出一種新型的摻雜鋁元素的多元共滲復(fù)合工藝,大幅度提高了Q235鋼的抗腐蝕性能。本文對(duì)比了Q235鋼原材、多元共滲處理樣品及摻雜鋁元素的多元共滲復(fù)合處理樣品的顯微組織、物相結(jié)構(gòu),測(cè)試了樣品的抗鹽霧腐蝕性能及極化曲線,測(cè)定了其力學(xué)性能:顯微硬度、抗拉強(qiáng)度、沖擊韌性、耐磨性能及疲勞強(qiáng)度。
　　 通過理論分析及結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果,發(fā)現(xiàn)擴(kuò)散時(shí)間、溫度及多元工藝均對(duì)復(fù)合處理后樣品的抗腐蝕性能有所影響。最佳復(fù)合處理工藝為:擴(kuò)散滲鋁工藝:75

2、0℃×1h,多元工藝:650℃×2h+550℃×0.5h。
　　 試驗(yàn)結(jié)果表明:Q235鋼多元共滲處理后,其滲層厚度為84.86μm；XRD分析顯示,樣品表面由鐵氧化合物(Fe3O4和Fe2O3)和鐵氮化合物(FeaN和Fe4N)組成；其抗鹽霧腐蝕性能192小時(shí)達(dá)到9級(jí),是原材的200倍以上；極化曲線上看,多元處理樣品出現(xiàn)明顯的從活化區(qū)到過渡區(qū)的轉(zhuǎn)變,但鈍化區(qū)并不明顯；力學(xué)性能上看,其顯微硬度次表層最高,可達(dá)689.3HV50,

3、約是基體的4倍,耐磨性能大幅度提高,沖擊吸收功為19.55J,約降到原材的三分之一,抗拉強(qiáng)度為520.94MPa,提高到原材的1.37倍,疲勞極限為385MPa,較原材的略有提高。
　　 Q235鋼復(fù)合處理后,樣品表面鋁元素含量增加至0.44％；其滲層厚度為94.23μm；XRD分析顯示,復(fù)合處理后樣品表面由鐵氧化合物(Fe3O4和Fe2O3)和鐵氮化合物(Fe3N)及鋁氧化合物(Al2O3)組成；其抗鹽霧腐蝕性能480小時(shí)達(dá)9

4、級(jí),較多元處理樣品抗腐蝕性提高2.5倍,較原材提高500倍以上；復(fù)合處理樣品極化曲線出現(xiàn)兩個(gè)極化峰,第一個(gè)極化峰出現(xiàn)是因?yàn)楸砻嫜趸瘜拥拇嬖?第二個(gè)極化峰出現(xiàn)后,腐蝕進(jìn)入鈍化區(qū)及過鈍化區(qū),腐蝕速率大幅度減??；力學(xué)性能上看,其顯微硬度次表層最高,可達(dá)540.2HV50,約是基體的2.5倍,耐磨性能大幅度提高,沖擊吸收功為46.35J,為原材的0.78倍,抗拉強(qiáng)度為513.3MPa,提高到原材的1.35倍,疲勞極限為360MPa,較原材略有提