0 引言
在碳鋼表面熱浸鍍鋁, 既能利用鍍層中的鐵鋁金屬間化合物的耐腐蝕和抗高溫氧化性能, 又使碳鋼具有優良的力學性能[1]
對熱浸鍍鋁的大部分研究, 都集中在工藝及鍍層的抗高溫氧化性和耐腐蝕性等方面[2-4]
與傳統金屬材料(鋼鐵材料)相比, 鐵鋁金屬間化合物具有優異的抗高溫氧化性、耐腐蝕性和高溫強度[5, 6]
Maupin等[7] 指出, Fe3Al基合金的主要磨損機制為微犁削、微剪切以及微斷裂, 在磨損過程中還存在大量塑性變形和再結晶
在磨面處發生的動態再結晶表現為納米級晶粒取代實驗前的細小晶粒, 是磨面間的閃溫導致的, 與試樣的整體溫度沒有明顯的關系
Kim等[8]發現, 鐵鋁金屬間化合物在磨損中表現出塑性材料的磨損特征, 低載荷時主要磨損機制為輕微磨粒磨損, 高載荷時為塑性變形及剝層磨損; 其耐磨性隨著鋁原子含量的提高而減弱, 磨損率主要取決于材料的屈服強度和應變硬化率, 與材料本身的硬度沒有很大關系
Zhu等[9]和Guan等[10]發現, C原子的加入顯著提高Fe3Al和FeAl基合金常溫下的磨損率和摩擦系數, 但降低高溫下的磨損率
兩種合金的磨損率隨著載荷、溫度、滑動速度的增大而增大, 塑性變形、分層及剝落是其基本的磨損機制, 即與靜態機械性能相比, 動態機械性能對其磨損性能的影響更大
本文研究高溫擴散退火熱浸鍍鋁鍍層在不同工況下的磨損性能, 以及工況條件對鍍層的磨損行為和磨損機理的影響
1 實驗方法
實驗用基體材料為軋制態45鋼, 熱浸鍍用鋁為99.9%工業純鋁
將經熱浸鍍鋁+1000℃擴散退火處理的45鋼加工成直徑6 mm高度12 mm的圓柱體(銷試樣), 磨損對磨盤(直徑70 mm長度8 mm)選用高速鋼(M2), 經熱處理后的硬度約為62HRC
用線切割機將45鋼切割成尺寸為10 mm×10 mm×10 mm的試樣, 用砂紙打磨掉試樣表面的氧化層制成試驗前試樣
實驗流程: 試驗前試樣→除油→除銹→熱浸鍍鋁→擴散退火
將試樣置于丙酮中超聲振蕩10 min除油, 用濃度為10%的稀鹽酸浸泡10 min除銹, 取出后立即用蒸餾水沖洗, 吹干制成待鍍件
鋁液的熔化在SG2-7.5-10坩堝電阻爐中進行, 先將純鋁加熱熔化至730℃, 保溫30 min后去除表面鋁渣并加入覆蓋劑(覆蓋劑由65%KCl、15%NaCl和20%KF組成),
聲明：
“碳鋼熱浸鍍鋁涂層的磨損性能*” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業用途，請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)
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編輯：中冶有色網
來源：廖遠祿,張秋陽,周銀,趙志剛,徐垚,王樹奇
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2025年07月23日 ~ 26日 
