碳鋼表面機械合金化制備高Cr合金層的研究.pdf

1、機械合金化過程中，粉末在經(jīng)歷冷焊和細化的同時，其中一部分粉末吸附在磨球表面及罐壁上，經(jīng)過反復擠壓和冷焊，形成一定厚度的涂層。根據(jù)這一原理本文從三種不同的粉末體系出發(fā)，配以一定的球磨工藝參數(shù)，首次在管狀碳鋼材料內(nèi)壁成功制備了高Cr合金層。采用X射線衍射（XRD）、掃描電鏡（SEM），能譜儀（EDS）及透射電鏡（TEM）等對合金層進行顯微組織、化學成分和相結(jié)構(gòu)分析，并進行顯微硬度測試、熱震實驗、循環(huán)氧化實驗、陽極氧化實驗來測試合金層相關(guān)性能

2、。 實驗首先以純Cr粉為合金層原始粉末，分別設(shè)定300r/min，400r/min，500r/min三種球磨轉(zhuǎn)速。發(fā)現(xiàn)高Cr合金層的厚度受機械球磨工藝參數(shù)的影響，且在合金層和基體結(jié)合處存在擴散現(xiàn)象。對含10wt％RE-Si-Fe和20wt％Al粉所制備的合金層的顯微組織分析發(fā)現(xiàn)，稀土元素和Al能有效增加Cr的沉積率，提高合金層的厚度和擴散層厚度。 合金層的性能測試表明，高Cr合金層的顯微硬度相對原始基體均有較大程度的提高

3、，且界面結(jié)合處的硬度呈現(xiàn)梯度分布，抗高溫氧化能力和耐蝕性相對于基體也有較大的提高。在球磨轉(zhuǎn)速為500r/min條件下，抗氧化性能和耐蝕性最為優(yōu)良。添加稀土元素后，合金層的抗剝落能力得到很大提高，試樣在3.5wt％NaCl溶液中的腐蝕性得到較大改善。添加Al使得合金層抗剝落能力得到一定程度的提高，合金層表面抗高溫氧化能力要強于純Cr粉合金層試樣。 在研究MA技術(shù)制備高Cr合金層的機理時認為，球磨過程中，由于磨球?qū)υ嚇颖砻娴哪Σ良凹?/p>