钢上双丝堆焊Fe-Al层的组织性能研究(2)

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结论 25

致谢 26

参考文献 27

1. 引言

Fe-Al金属间化合物，它们的弹性模量比较大，熔点比较大，而它的密度却比较小。Fe-Al合金层可以和某些碳钢、低合金钢等的机械性能差不多，有着不错的物理性能。Fe-Al合金层有很好的抗高温氧化性、抗腐蚀，而且还有不错的耐腐蚀性能、高温强度，对于提高钢铁材料的使用年龄起到很大的作用。Fe-Al合金中的一种多空材料具有很好的耐高温性能，它的工作温度可以达到600-700℃【1-3】，而且在高温下的材料的耐腐蚀性能仍热非常优异，与好多种的不锈钢材料相比其抗硫化抗氧化腐蚀性能都更好。因此在能源、化工等方面涉及到高温烟气除尘、净化含硫气体等工序中起到至关重要的作用。Fe-Al多孔材料具有非常好的高温强度，但是随着施加温度的提高，它的高温抗拉强度会随着降低，与此同时它的伸长率以很慢的速度下降。Fe-Al多孔材料之所以有很好的耐高温性能以及抗氧化腐蚀性能，是在其表面上有氧化膜和钝化膜，而且其连续性、附着性非常好【4-5】。Fe3Al基合金是非常好的韧性材料，但是当温度超过600℃的时候，它的室温脆性和强度会骤降，这是它最致命的缺点，在某种程度上制约了其应用。FeAl合金则在室温的情况下有较高的脆性，断裂强度也比较低。如果向其中加入Mn、Ni等第三方元素，可以帮助去除氢脆带来的上述问题，使其室温塑性提高，得到改善。上述的后面两种Fe-Al合金可以作为金属涂层，相比于其它的合金（如Ti合金）成本更低，而且它本身的密度比较低等优点，所以我们可以通过它作为涂层就可以在成本不高的情况下解决难加工、难成型的问题，并且也发挥了其良好的耐腐蚀性、抗磨性能，在涂层防护的领域上有很大的应用。

1.1 Fe-Al合金层的制备方法及其现状和发展

1.1.1高速电弧喷涂技术

喷涂是一种新型热喷涂技术，研发了多年，于九十年代研发成功。其作用机理是气体动力学，在通过喷嘴的时候将高压状态下的空气或者高温燃气加速，以达到一定的速度，变成高速雾化的气流，以此进行对喷涂物的雾化与熔融，这些雾化的气流喷射到工件上便会形成致密涂层【6】。徐滨士教授有研究发现，对于高速电弧喷涂所获得的铁铝涂层的研究表明，其涂层的致密度是比较高的，涂层的密度是比较低的，而且其结合强度和显微硬度都是比较高的。高速电弧喷有很多的优点，形成的熔滴的喷射速度非常的高，而且其雾化效果也非常的好，涂层的孔隙比较少，没有太多的缺陷【7】。正是利用高速电弧喷涂克服铁铝金属间化合物难加工，不容易成型的问题，对于其原有的优点可以继续发挥，如果在工业上得到应用则会带来很大的收益。

1.1.2等离子喷涂技术

等离子喷涂技术则是使用高温等离子火焰对原材料（粉末状）进行烧，对于引燃的电弧一定要选择高频活化的，这样可以使气体在被加热到15000k的时候电离，机械、自磁和热压缩效应的作用会使粉末状的原料变成熔融状态或者半熔融状态，然后喷向基体，再快速冷却然后凝固在基体上面，粒子彼此紧密的咬合在一起，形成的就是涂层【8-10】。田立辉教授通过这个技术制备出了Fe-Al合金涂层，通过试验研究，可靠分析表示，可以做到涂层和基体致密的结合起来，而且还有良好的抗氧化性能以及耐腐蚀性能，尤其是适用于中、高温的冲蚀环境。同高速电弧喷涂技术类似，制备出来的涂层也是容易脱落的。论文网