石声泰
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冯明仁
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曹铁樑
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马樟源
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张彩玲
中国腐蚀与防护学报
在钢铁和高温合金上渗铝,可以大大提高这些材料抗高温氧化和热腐蚀的能力。目前工业上常用的渗铝方法有固体包装法和热浸法。固体包装法是将工件埋在含有铝铁合金粉和氧化铝粉的混合物中,加热到850°至1000℃,保温5至24小时而获得渗铝层。此法不需特殊技术,但要先制备铝铁合金,而装箱、进炉出炉,卸出工件劳动较多,因为连箱加热,渗铝速度慢,因之所需时间很长,为其缺点。热浸法是将工件浸于熔融铝浴中而获得渗铝层,速度较快且操作简便,但铁在铝液中有一定程度的腐蚀溶解,工件渗铝后表面常不均匀,有铝堆集,而且由于金属铝的蒸发和氧化,铝的损耗也较大,此外渗铝层脆性较大.需要进行渗后热处理,这些都是热浸法不足之处。 熔盐电解法渗铝是在坩埚(石墨或金属)中盛金属铝(可用铝屑),上面放1:1(分子比)的NaCl+KCl混合盐,另加少量冰晶石。坩埚和铝接为阳极,工件接为阴极。在惰性气氛保护下加热使盐熔化,然后通电流,铝作为阳极被熔盐腐蚀而生成铝离子,在阴极(工件)上沉积。由于工件不在铝浴中,故不被铝溶解,且受到阴极电流的保护作用,故不被熔盐腐蚀。铝上有熔盐复盖,蒸发和氧化均较小,故铝的损耗亦小。渗铝层较均匀,渗后不必另行热处理.沉积的铝量主要决定于电流密度与时间,服从法拉第定律,与温度无关.电流效率约在82约91％间,平均约85％。沉积的铝在高温下与底金属相互扩散而形成渗铝层,其厚度决定于温度、时间及电流密度。用电子探针分析、X-射线衔射分析及金相检查,得知纯铁上电解渗铝层最外表面有一薄层金属铝,往内为Al_3Fe、Al_5Fe_2、AlFe及AlFe_3。 钢铁经熔盐电解渗铝后,抗高温氧化性能大为提高。高温合金用此法渗铝后,抗热腐蚀性能亦显著改进。
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