鐵硅金屬間化合物的制備及耐鋁液腐蝕、抗熱震性研究.pdf

1、熱浸鍍鋅/鋁技術(shù)是目前防止鋼鐵材料在自然環(huán)境中腐蝕的最經(jīng)濟(jì)有效的防護(hù)技術(shù)之一，但熔融鋅/鋁液對(duì)熱鍍?cè)O(shè)備具有強(qiáng)烈的腐蝕作用。在內(nèi)熱式熱浸鍍爐日益推廣的今天，對(duì)低成本、高性能、大尺寸、長(zhǎng)壽命的內(nèi)加熱器保護(hù)套管的研究具有重要的意義。本課題本著這一目的，利用機(jī)械合金化—真空退火工藝成功制備出完全鐵硅金屬間化合物粉末；并用硅酸鹽耐高溫粘結(jié)劑與粉末均勻混合后壓制成型；然后在熔融鋁液中對(duì)鐵硅金屬間化合物套管進(jìn)行了不同時(shí)間，不同溫度的耐蝕性測(cè)試；并用兩

2、種不同方法對(duì)鐵硅金屬間化合物套管以及碳化硅冷靜壓燒結(jié)管進(jìn)行抗熱震性對(duì)比測(cè)試；最后對(duì)套管進(jìn)行密度測(cè)試以及斷口掃描電鏡分析。研究結(jié)果表明： 利用機(jī)械合金化—真空退火工藝能夠簡(jiǎn)便經(jīng)濟(jì)的制備出完全鐵硅金屬間化合物，最佳工藝參數(shù)為：球磨20h，950℃溫度下退火2h。球磨過程中分散劑的加入，雖然降低了粉末與磨球以及球罐的粘結(jié)程度，但在相同退火工藝條件下，卻大大延遲了金屬間化合物生成時(shí)間。 在熔融鋁液中質(zhì)量成分為Fe50Si50的套

3、管耐熔融鋁液腐蝕性能最強(qiáng)，SiC冷靜壓燒結(jié)管次之，F(xiàn)e75Si25的耐熔鋁腐蝕性最差。熔融鋁液溫度的提高，加劇了對(duì)鐵硅金屬間化合物的腐蝕程度。但質(zhì)量成分為Fe50Si50的套管在950℃溫度下腐蝕96h后，仍具有良好的耐熔鋁腐蝕性能。低的致密度導(dǎo)致套管表面和內(nèi)部缺陷的存在，誘發(fā)了腐蝕的發(fā)生。 C-2粘結(jié)套管的抗熱震性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過水玻璃粘結(jié)套管，但不及SiC冷靜壓燒結(jié)管。究其原因是C-2粘結(jié)套管的密度小于SiC冷靜壓燒結(jié)管。金屬間化合

4、物套管表面及內(nèi)部缺陷的存在誘發(fā)了熱震裂紋形成，降低了抗熱震性能。SiC冷靜壓燒結(jié)管穿晶斷裂形貌說明，SiC本身質(zhì)脆，具有較差的斷裂韌性。 通過一系列具有獨(dú)創(chuàng)性、創(chuàng)新性的研究，本文認(rèn)為：機(jī)械合金化—真空退火法是目前制備鐵硅金屬間化合物最經(jīng)濟(jì)方法；C-2粘結(jié)套管在熔融鋁液中具有良好的耐蝕性和抗熱震性性；但C-2粘結(jié)套管低的致密度導(dǎo)致了大量缺陷的存在，誘發(fā)了裂紋的產(chǎn)生，降低了耐蝕性，抗熱震性和其他性能。 如果采用冷靜壓成型工藝