金属热处理

作者：王倩文, 彭浩平, 沈圣哲, 李智伟, 赵永刚, 雷云, 涂浩, 吴长军

单位：1.常州大学 江苏省油气储运技术重点实验室, 江苏 常州 213164;；2.常州大学 江苏省材料表面科学与技术重点实验室, 江苏 常州 213164;；3.常州大学 江苏省光伏科学与工程协同创新中心, 江苏 常州 213164

关键词：热浸法渗铝,X80钢,Cu,微观组织,界面反应

基金：国家自然科学基金(51971039);江苏省高等学校自然科学研究项目重大项目(19KJA530001);江苏省普通高校研究生科研创新计划(KYCX21_2868)

通过在热浸镀铝熔池中添加Cu元素,改善X80钢热浸法渗铝层的组织。在不同的温度下进行扩散退火试验,利用扫描电镜和X射线衍射仪研究退火温度和铜元素对渗层组织的作用机理。采用Smile View软件对渗层厚度进行测量。结果表明,在热浸法渗铝时,Cu的添加可以使合金层/X80钢基体界面间的舌齿状形态缩小,使得界面间反应更均匀。当Cu的添加量为1%(质量分数)时,脆性的Fe2Al5合金层的厚度最小。随着扩散退火温度的升高,Cu添加量为1%的试样渗层的界面均匀性增加;扩散退火温度≥600 ℃时,渗层中开始出现极薄的FeAl相层;扩散退火温度≥650 ℃时,自由层消失,渗层中出现均匀的FeAl层且渗层外侧出现孔洞;扩散退火温度为700 ℃时,FeAl层中部出现孔洞带,且渗层外侧出现大孔洞。在热浸镀铝熔池中加入1%Cu元素可以使扩散退火过程中Al原子和Fe原子间的迁移速率差值减小,进而降低Al原子和Fe原子间的浓度梯度。原子间浓度梯度的降低,使得界面间反应更均匀,从而避免渗层中孔洞的出现。

来源：2023年第2期

《金属热处理》期刊编辑部

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