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扩散退火温度对钢表面铁-铝金属化合物镀层的影响

佟桁 , 李文广 , 王峰 , 廖远禄 , 周银 , 张秋阳 , 王树奇

电镀与涂饰

通过热浸铝和扩散退火处理在45钢表面制备Fe-A1金属间化合物镀层.研究了镀层微观形貌、物相和显微硬度随退火温度升高的变化规律.结果表明,经700°℃扩散退火处理的热浸镀铝钢,镀层与基体之间呈长舌状结合.800°℃退火处理后,长舌状形貌基本消失,镀层厚度增至300μm.900 ~1 000°℃退火处理后,镀层呈连续的双层结构,与钢基体结合得更紧密.随扩散退火温度升高,镀层由富铝相Fe2Al5转变为富铁相FeAl和Fe3Al,导致镀层显微硬度降低.

关键词: , 热浸镀铝 , 金属间化合物 , 扩散退火

扩散退火温度对碳钢热浸镀铝涂层的影响

廖远禄 , 王树奇 , 张秋阳 , 王兰

钢铁钒钛 doi:10.7513/j.issn.1004-7638.2013.05.019

采用热浸镀法在45钢表面制备出了Fe-Al金属间化合物涂层,并在不同温度下对热浸镀后的试样进行扩散退火处理.通过XRD、SEM等分析手段对扩散退火后的涂层结构和成分进行测试分析,探讨扩散退火温度对涂层的影响及合金层的转变机理.结果表明:扩散温度为700~800℃,合金层主要物相为Fe2Al5和Al2O3;800℃以上时,随着温度的升高,合金层的物相由脆性相(Fe2Al5)向韧性相(FeAl和Fe3Al)转变;1000℃时合金层完全转变为FeAl和Fe3Al.Fe2A5硬度高但脆性大,易产生裂纹,虽然FeAl和FFe3Al的硬度与Fe2A5的硬度相比有所降低,但其韧性好能有效阻碍裂纹产生及扩展,并与基体结合更加致密.

关键词: 热浸镀铝碳钢 , 热扩散温度 , Fe3Al , FeAl , 涂层的物相

碳钢热浸镀铝涂层的磨损性能

廖远禄 , 张秋阳 , 周银 , 赵志刚 , 徐垚 , 王树奇

材料研究学报

研究了扩散退火对碳钢热浸镀铝镀层微观组织的影响,特别是在1000℃扩散退火后镀铝钢的磨损性能,并探讨了磨损机理.结果表明,在低于900℃的温度下扩散退火后的镀层均含脆性相Fe2Al5,在1000℃退火后的镀层其物相全部转化为韧性相FeAl和FeAl,且与基体具有良好的冶金结合.随着温度从室温升高到200和400℃,磨损率显著下降,达到一个极低的水平.在室温下镀铝钢的磨损率随着载荷的增加快速升高;在200℃磨损率几乎不随载荷变化,平均磨损率为4.2×10-6 mg/mm;在400℃、载荷50-200N条件下磨损率略低于200℃对应载荷下的磨损率,但在250N时磨损率快速升高.这表明,镀铝钢在200-400℃具有优异的耐磨性.其高耐磨性源于在磨面形成了厚度为1-2μm、含大量A12O3和Fe2O3及少量W、Mo的氧化物的摩擦氧化层,主要磨损机制为氧化轻微磨损.但是当载荷达250 N时摩擦层因不稳定而剥落,导致镀层剥落,使基体发生塑性挤出.

关键词: 金属材料 , 热浸镀铝钢 , 扩散退火 , 磨损行为 , 磨损机理 , 氧化轻微磨损

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