南平铁板改性研究

来源:http://nanping.ddsmetal.com/news378823.html    发布时间:2020-05-21 15:17:00

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  不锈钢具有良好的耐蚀性,是国民经济和日常生活中不可缺少的特殊性能钢种。随着国民经济的发展,

  不锈钢的产量和消费量将不断增加。福州南平铁板的生产需要消耗大量的Ni、Cr、Ti、Nb 等有色金属资源,同时,需要消耗大量的能源,

  还对环境造成较大的污染。而从实际的观点来看,在不锈钢构件中,只有表面层的合金元素才能发挥其耐蚀的作用,

  其它部分的合金元素被浪费了,特别是对于截面尺寸较大的构件来说,所浪费的合金元素更多。因此,通过对廉价材料

  (如工业纯铁和低碳钢等)进行表面合金化,在表面一定厚度内形成一层类似不锈钢成分的合金渗层,用以替代整体的不锈钢材料,

  既可以满足工程构件对腐蚀性的要求,又很大地减少了昂贵合金元素的用量。福州铁板廉价材料不锈钢化是靠表面合金化来实现的。

  目前表面合金化主要有两种方法,第壹类是采用表面冶金的方法;第二类是采用固态渗金属的方法。第壹种方法易产生较多的冶金缺陷,

  组织结构、成分的不均匀性将存在于表面,致使材料表面的耐腐蚀性和力学性能降低;对于固态渗金属的方法来说,虽然不会形成熔化区,

  但是为了能使被渗元素能充分的扩散,渗金属工艺需要在高温下进行,并且保温时间长,这将导致基材晶粒尺寸的长大和性能的退化,

  同时在随后的冷却过程中,容易导致工件的变形,甚至开裂。因此,为了保证渗层和基材具有佳的耐腐蚀性能和力学性能,降低表面合金化的温度、

  缩短合金化处理时间是关键。根据经典的扩散理论,为了实现原子的定向迁移,除了需要存在化学位梯度外,还需要有足够的扩散通道和克服扩散过程中

  晶格对原子扩散所形成的势垒。经表面自纳米化处理的材料,晶界、位错、空位等非平衡缺陷的数量急剧增加,而且不含孔洞、杂质等缺陷,适合用于扩散研究。

  从扩散动力学来说,这些缺陷为表面合金化元素的互扩散提供了短程扩散的通道,提高了扩散系数、降低了扩散激活能,使得低温、快速表面合金化过程得以进行。

  运用高能喷丸法在工业福州铁板表面制备一层自纳米化层,在较低的温度下,利用其对扩散的促进作用,实现Cr、Ni 元素快速向福州铁板表面扩渗,

  在纯铁表面形成类似不锈钢成分的合金化改性层,即实现工业福州铁板的表面不锈钢化并对不锈钢化层的组织结构以及耐蚀性能进行表征 [2] 。

       

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