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冷軋鋼板熱浸鍍鋁層剝落的研究

放大字體??縮小字體 發布日期:2012-05-31
核心提示:熱浸鍍鋁具有很好的耐高溫、抗氧化、耐腐蝕性能及良好的光亮性,且具有材料來源充足、工藝簡練的優點,是一種極具發展潛力的金屬表面改性技術。

熱浸鍍鋁具有很好的耐高溫、抗氧化、耐腐蝕性能及良好的光亮性,且具有材料來源充足、工藝簡練的優點,是一種極具發展潛力的金屬表面改性技術。某些領域中,鍍鋁鋼材使用壽命可達普通碳鋼的3倍以上。熱浸鍍鋁已經廣泛應用于化工、冶金、石油、電力、航空航天等領域,前景非常廣闊。

冷軋鋼板浸鍍過后在普通機械外力彎折下,鍍層會呈現整體性剝落。通過對熱浸鍍鋁過后的冷軋鋼板進行了分析,在電子掃描電鏡(SEM)下觀察試樣鍍層組織形貌,用掃描電鏡附帶能譜分析設備(EDS)進行成分分析,并對鍍層剝落的部位進行XRD檢測,從而分析剝落發生位置的物質成分,研究剝落原因。

實驗基材為4mm×1.5mm的Q195冷軋鋼板,微量元素含量(質量分數,%)為:1.5C,1.0Si,1.8Mn,0.9P,0.9S。鍍液為純鋁(含鋁量99.999%)。熱浸鍍試驗采用還原法前處理的方式,具體工藝流程如下:(1)預處理,用砂紙打磨鋼板,除去表面鐵銹;(2)采用高頻感應設備,在氮氫(N2∶H2比例為3∶1)保護氣氛下進行還原法前處理;(3)熱浸鍍溫度710℃,浸鍍時間10s。

浸鍍完成后取部分試樣制作金相樣品,部分試樣用機械外力使鍍層剝落后檢測。前者用于金相分析,掃描電鏡觀察形貌及能譜分析,后者用XRD分析剝落位置物質成分。

熱浸鍍鋁鍍層分為純鋁層與過渡層兩部分,過渡層與純鋁層接觸,其中接近基體部分為Fe2Al5,接近純鋁層為FeAl3,其厚度占整個過渡層的15%左右,與Fe2Al5成分區相比組織比較細碎。在機械外力作用下,由于FeAl3脆性很大,會發生斷裂,而外層純Al的延展性很好,所以斷裂發生在FeAl3與純Al接觸部位,并導致鍍層完全剝落。

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