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常州大学科技论文大作业题 目管线钢表面机械能助渗铝工艺标准分析学生姓名黄敦伟学 号11118207专 业动力工程二一二年四月 管线钢表面机械能助渗铝工艺标准分析摘 要 本文通过实验研究了机械能助渗铝渗剂的成分配比以及影响机械能助渗铝的温度、时间、填充剂粒度等参数。 针对原渗铝剂中活化剂成本高，储存不方便的缺点，采用新型的活化剂与填充剂，得到优化的渗铝剂配方及渗铝工艺。08F钢经600x3h机械能助渗铝，可得到厚度超过100um的渗铝层。 对机械能助渗铝钢进行扩散退火的实验研究表明，机械能助渗铝钢在7000C下可发生扩散反应，8000C保温4h渗层完全扩散，形成以FeAI与Fe3AI等低铝相为主要组成相的渗铝层。 用金相显微镜、电子探针、X射线衍射仪、透射电镜等研究和分析了机械能助渗铝层的组织结构、表面形貌和成分分布等，分析了渗剂组成对渗铝层微观缺陷的影响。机械能助渗铝的渗层显微硬度在800Hv0。1以上，高的渗层硬度提高了渗铝钢表面的耐磨性。对机械能助渗铝钢在NaCI、H2S、H2SO3、HNO3等腐蚀介质中的耐腐蚀性能及抗高温氧化性能进行的实验表明，机械能助渗铝钢具有良好的耐腐蚀及抗高温氧化性能。因机械能助渗铝保温温度低，渗铝后基体基本能保持原由的机械性能。 测试结果表明，机械能助渗铝的渗层主要要富铝的FeZA15相组成，并含有少量的FeAI及Fe3AI相，渗铝层呈柱状向基体内生长。渗层中铝元素浓度均匀，没有出现从高铝相到低铝相的转变，渗层未发现独立的FeAI及Fe3AI层。 实验结果表明，机械能助渗铝技术在ICr18Nig及纯钦试样表面进行渗铝处理时，同样具有较高的渗铝能力。与在碳钢表面进行渗铝不同的是，在不绣钢及纯钦表层渗铝后，渗铝层表层含有一层未扩散的纯铝层关键词:机械能助渗，低温渗铝，渗铝层，组织结构，性能AbstractBased on the experiments the optimum components of the mechanical energy aided aluminizing agent and the main technical parameters, such as temperature, time and filler size,etc,were studied in this degree thesis.New active agents and fillers were used to optimize the components and the parameters and also to reduce its cost.A aluminized layer with more than 100m thiekness could be formed by the mechanical energy aided aluminizing at 600oC for 3 hours on 08F steel. The experimenial results of diffusion annealing on the aluminized steels showed that the diffusion reaction could carry on at 7000C,the complete diffusion of the aluminized layer on the stells could carry though at 8000C for 4 hours.The layers only consist of lower aluminum phase like FeAl and Fe3Al. The microstructure,surface morphologies and coposition of the aluminized layer and the effects of the component o the agent on its defects were analyzed by metallographic microscope, electron probe, X-ray diffractor and transmitting electronic microscope. Excellent wear resisitance of the aluminized steels was obtained due to the higher hardness, more than 800Hv0.1, of their surface layers, and also excellent corrosion resiistance to NaCl、H2S、H2SO3、HNO3 and oxidation resisitance at elevated temperature of them were showed by the relative experiments. The matrix of the aluminized steels could keep its original mechanical properties because of lower aluminizing temperature. The experimental results showed that the higher aluminizing rate could also obtained on steel or pure titanium bu the mechanical energy aided aluminizing, but there was a different between they and carbon steels in a non-diffusion pure aluminium layer containing in the aluminized layer of the stainless steel and pure titanium.Keyword: Mechanical energy aided aluminizing; Low-temperature aluminizing; Aluminizing layer; Structure; Properties目录管线钢表面机械能助渗铝工艺标准分析i摘 要iAbstractii1. 钢铁渗铝工艺概况11.1 填充法粉末渗铝11.2 料浆渗铝21.3热喷涂铝法21.4热浸镀铝31.5机械能助渗铝52. 机械能助渗工艺的研究现状63. 机械能助渗铝与普通粉末渗铝的比较93.1 工艺比较93.2 渗层组织比较93.3 渗铝后基体机械性能变化的比较104. 渗铝钢在国内的应用现状115.本课题研究的目的和意义126.参考文献1315 1. 钢铁渗铝工艺概况 钢铁是目前应用最广的金属材料，在工业应用中占据着十分重要的地位。由于钢铁的应用范围跨度大，而且常处在恶劣的工作环境下，如:高温、高压、腐蚀性气氛等。为了改善钢铁材料的性能，使之适用于不同场合，减少因氧化、腐蚀等原因对设备使用寿命造成的影响，就需要对金属材料进行必要的表面处理。表面处理一般能够在有效改变钢铁表面性能的同时，保持基体的机械性能，同时还具有成本低、工艺简单等优点，因此应用比较普遍。 钢铁材料表面渗铝是通过一定的工艺处理，在钢铁表面形成一层Fe一Al合金层的表面处理方法。铝在室温下氧化生成A12O3膜，能紧密地与基体金属结合在一起。钢中含铝量超过8%时，也可以在表面形成致密的氧化膜1。因此，渗铝件具有良好的耐腐蚀性和抗高温氧化性能。渗铝既可以提高钢铁表面的抗温氧化性、耐腐蚀性，又可以保持其心部的强度和韧性。渗铝钢可以在部分场合替代价格较高的铬钢和镍铬不锈钢等，因而在冶金石油、化工、船舶、燃气轮机等方面得到了广泛的应用24。 目前钢铁渗铝的方法很多，主要可以概括归纳为以下几种。1.1 填充法粉末渗铝填充法粉末渗铝是将供铝剂、催渗剂、填充剂等混合均匀制成渗铝剂，然后将渗铝工件和渗铝剂装入耐热钢制作的渗箱中密封，加热至9001050，保温一定时间，使活性铝原子向工件表面扩散，形成Fe一Al金属间化合物渗层。填充法粉末渗铝是最传统的一种渗铝方法。由于它具有工艺简单、操作方便等优点而得到了广泛的应用。但是，填充法粉末渗铝存在如下缺点，例如:劳动条件差、能源消耗大、渗铝层中铝含量较高、渗层脆性大、渗铝温度高、保温时间长、铝粉易于粘结在工件表面、清洗困难等5。 应用最为广泛的填充法粉末渗铝的渗铝剂主要由纯铝粉或铝铁粉加氯化铵和氧化铝组成。其中氯化钱为催渗剂，以不超过2%为宜。氧化铝为惰性填充剂，起防止铝粉粘结的作用。将工件放入渗箱中整体加热到950一1050，保温10一12h，炉冷至500，将渗铝箱出炉冷却到100，然后取出工件。渗铝后的工件表面很脆，受冲击时渗铝层容易脱落。为此，需进行扩散退火或正火。方法为950一1050加热，保温3一6h，炉冷或空冷。经退火或正火后，渗层厚度会增加2%左右，脆性降低6。 文献7在渗铝剂中加入了可抑制富铝相生成的添加剂，由10%铝粉、5%AD、2%NH4Cl、余量为A12O3组成渗剂。经720保温6h，然后升至930保温2h，渗铝层以FeAI相为主，只有少量Fe3AI相，没有出现FeA13、Fe2A15等富铝的铝铁化合物相。对HK40钢进行渗铝处理8，铝化物层主要是NIAI金属间化合物，没有发现Fe的铝化物形成，过渡层主要由。 +Ni3AI两相组成。由此可见，在HK40钢渗铝层中没有出现富铝的铝镍化合物相。由于AI和Ni的亲和力比AI和Fe的亲和力大，故渗铝时优先形成镍铝金属间化合物，而不形成铁铝金属间化合物。1.2 料浆渗铝 把铝粉先用溶剂和粘结剂按适当的比例调成料浆，并加入适量的氯化按做为活化剂，用喷、刷、浸等方法涂在工件表面，低温加热干燥后在保护性气氛中加热到1000保温扩散形成扩散层。料浆法的优点是设备简单，操作方便，深层厚度均匀，适于长炉管、工艺管线的生产10。1.3热喷涂铝法 热喷涂是用某种形式的热源，如火焰、激光将预喷涂的铝粉加热，受热后形成熔融或半熔融状态的微粒，以一定的速度冲击并沉积在基体表面上，形成具有一定特性的喷涂层17。喷涂工艺对涂层产生重要影响的是喷涂温度和熔滴冲击基体表面的速度。1.4热浸镀铝 钢材热浸镀渗铝技术是将经过一定处理的钢铁材料或制品放入一定温度的熔融铝液中，浸渍适当时间，使固态铁和液态铝之间发生一系列物理化学变化， 通过扩散在钢铁表面形成Fe一Al合金层，从而达到使表面防护和表面强化相结合的一种表面处理技术9。热浸镀铝钢是国际上正日益发展的一种新型高效钢材，其防蚀、耐高温氧化、耐磨和足够的强度以及易于实现的规模生产等综合技术性能，较之钢材镀锌、热喷漆、以塑代钢和涂料等防蚀技术更有其特色和优势10。热浸镀铝产品在冶金产品中占有重要位置和很大份额，在石油、化工、电力和航空航天等领域中也得到越来越广泛的应用。热浸铝缺点是技术难度大，特别是助镀工艺难于控制，助镀液要现用现配，防止镀液失效引起渗漏。另外，热浸铝柑塌容易受铝液侵蚀，使用寿命短11。由于渗层厚度难以控制、含铝量高、表面脆性大等原因，使目前热浸铝产品主要以板材和管材为主。在匹配精度高的机械零件方面，热浸铝的使用受到了很大限制。 文献12对热浸镀铝合金层结构形成的动力学机制进行了详细的描述。 如图1一1所示当液态铝与固态铁接触时，由于固态铁表面附近发生铁和铝原子的相互扩散和相界面反应，并在固、液两种金属中形成扩散层。所以，当铝中铁的浓度增大时，首先在铁、铝的分界面上形成与铁一铝状态图相符的、铁含量最低的铁一铝合金层 (FeA13相)。在渗铝初期，靠近试样处将发生短时间的局部降温，导致已形成的化合物不再向液态铝内部生长，并在一定程度上停滞在铁基体表面上。同时，在铁的表面形成铁一铝固溶体。随着铁、铝原子相互扩散，使FeA13相层的厚度增加。此时，由于浓度起伏，FeA13相层中出现了浓度相当于Fe2A15相的微小区域。当基体中的铁原子进入FeA13相层继续扩散时，形成了Fe2A15。由于Fe2A15的晶体结构具有特殊性，其晶体成核后开始沿C轴方向长大，形成柱状结晶区域。这时，包括两种扩散过程进行方式:(1)铁原子穿过相邻的 FeA13相层进行扩散，并向铝中渗透;(2)FeZA15柱状晶向铁基体一侧快速生长。当铝原子继续扩散时，FeZA15相又转变为FeA13相。铁向铝中扩散速度的加快和FeZA15相的长大，使铝在铁基体中的固溶区消失，最后形成的合金层只有横跨若干晶粒的Fe2A15粗大柱状晶。浸铝层的形成主要是铁与铝的界面反应和扩散反应的结果。王豫等人对钢的含碳量与渗层组织、性能之间的关系进行了研究13，发现了含碳量低的钢有较快的渗速，渗层组织也更加均匀致密。Guesdon和Philippe等提出了一种新的热浸渗铝工艺，通过控制熔池的温度和组分，得到了表面不易开裂且抗蚀性更高的渗铝层14。Perdikaris和Chris研究了多层渗铝工艺，首先用低孔隙率的铬铝合金进行渗铝，然后用高空隙率、难熔且不易发生表面缺陷的金属氧化物进行浸渗，得到了表面无缺陷的耐磨零件15。 热浸铝钢的工艺研究和工业化生产在一些工业发达国家，如美国、日本、西欧等发展很快，应用也较广泛，自20世纪50年代中期先后进入工业化生产，广泛地应用于电力、化工、机械、交通运输和海洋工程。目前国外热浸镀铝工艺己经比较成熟，进入稳定生产时期，热浸镀铝钢板年产量约100万吨，在各工业部门发挥越来越大的作用。六十年代初，我国刚开始对热浸铝钢的实验和研究工作，从七十年代起，电力部热工研究所对热浸铝钢的一些关键工艺进行技术攻关，先后解决了钢表层镀层不连续，镀层龟裂，工件弯曲变形等问题，使产品质量接近了国际水平，达到了工业部门的要求，并建立起了商品化生产线，取得了良好的效果16。1.5机械能助渗铝机械能助渗铝是将试样与配好的渗剂一起装进滚筒中，在进行加热扩散的同时，在电机带动滚筒转动下，将单一的靠热能提供能源进行扩散转变为机械能与热能相结合的方式。机械能助渗铝将粉末渗铝扩散温度降低到550一650，扩散保温时间2一4小时。机械能助渗铝利用滚筒转动使渗剂分布更加均匀，渗剂扩散速度加快，渗剂粒子冲击试样表面降低了扩散激活能，使渗铝温度、时间大幅降低。机械能助渗铝的扩散温度低，不会引起材料的机械性能降低，适用于需要保证渗铝前后机械性能不变的工件。另外文8-21中还介绍了高频感应渗铝、磁控溅射镀膜、真空镀膜、气体渗铝等在金属表面获得铝化物涂层的方法。目前对渗铝的研究很多，但无论是哪种渗铝方法，最重要的是保证渗铝层的均匀、致密可控、易焊和渗层表面光洁，这也是目前渗铝应用中存在的主要问题22。2. 机械能助渗工艺的研究现状对于机械能助渗工艺设备研究，目前文献介绍的机械能助渗方法有滚动法和振动法两种。振动法是将试样、直径为4mm的合金小球、由铝粉、氧化铝粉和活性剂组成的混合粉放置到一个金属罐中，金属罐置于炉子当中，并与机械振动装置相联。图1-2是振动沉积涂层试验装置示意图23。机械振动装置的振动频率为25Hz，振幅约为5mm。通过加热和振动，可以在较低的温度(600)下，快速在试样表面形成纳米铝金属间化物涂层23-26。滚动法就是将待渗工件和冲击粒子与渗剂按一定比例一起装入滚筒中并加以密封，在一定的保温温度下，滚筒以某种速度连续的旋转，使工件、渗剂和冲击粒子之间相互混合、碰撞，工件表面承受连续不断的冲击能量。在这种状态下，滚筒内部渗剂间发生物理化学反应，产生的活性原子被工件表面吸附、扩散，从而在工件表面形成金属间化合物渗层。 滚动法机械能助渗最早始于滚动法粉末渗锌27-28。利用渗锌滚筒滚动过程中粉末渗剂和介质颗粒冲击待渗工件的表面产生的机械能，在400保温1.5小时，可得到厚度100m的渗锌层，保温时间仅为常规的1/101/8，节能效果十分显著。与热镀锌相比，机械能助渗锌的耗锌量仅为热镀锌的1/31/2，成本大大降低。 山东大学孙希泰率先将滚动助渗技术用于渗铝、锌铝共渗、渗硅、渗锰、渗铜等等，并将这一工艺称为“机械能助渗”。机械能助渗铝29将渗铝温度由常规的1000左右降低到440一600左右，渗铝时间由6一10小时缩短到2一4小时。在580保温4小时，20钢可得到90一100m的渗铝层，这种渗铝层组织以Fe2A15相为主，具有很高的抗高温氧化性能。机械能助锌铝共渗30采用开发研制的Zn一Al共渗剂，在渗锌的温度下实现了Zn一Al共渗。4204h可得到大于40m的Zn一Al共渗层。共渗层组织与渗锌层相近，约含质量分数50%锌，含5%铝。共渗层是由FeZn4和少量FeA13相组成。研制的Zn一Al共渗剂的松装比容大，耗锌量少，成本低，进一步改善了渗锌层的耐蚀性。是取代热镀锌、热镀锌铝的新技术。 机械能助渗硅31，将渗硅温度由常规的l000左右，降低到480一600，45号钢在540保温4小时，得到 60m的渗硅层。组织为Fe3Si相，渗层白亮无孔隙。含18%Si，硬度达700HV，耐蚀性好，有良好的应用前景。机械能助渗锰32，将渗锰温度由常规的1100降低到500一600，T10钢在520保温4小时渗锰，获得 60m的渗锰层，可用于海洋工程中钢筋的防护。机械能助渗铜33，将渗铜温度由常规的1000降低到420-460，20钢在420保温2小时渗铜，渗铜层厚度达50m，可用于润滑渗层和防渗渗层.。W6Mo5Cr4VZ高速钢经5201h机械能助碳氮共渗，可获得30一 40m的扩散层且无化合物层，表面硬度为1000HV0.1左右，钻头使用寿命提高1倍左右。 研究认为34，机械能助渗层的相结构与常规化学热处理一样，取决于基体材料与渗入元素的相互作用。即取决于它们的相图，同时与吸附速度、扩散速度等因素有关。机械能助渗锌、渗铜、渗铝、渗硅等渗层的结构均与渗入元素和铁的二元相图在相应的扩散温度的相结构是一致的。例如，由Fe一Cu相图可知铜与铁在400一500不形成化合物，相互溶解度很小。20钢在460机械能助渗铜获得含99%Cu的孤岛状铜相，与相图是一致的。Fe一Al和Fe一Si相图中存在化合物相，在500一600机械能助渗时分别形成含50%AI左右的Fe2A15相或含15%Al左右的FeAI相和16%Si左右的Fe3Si相。机械能助渗锌层为FeZn4相，与相图一致。 文献23采用XRD分析了振动法渗铝层的组织结构，渗铝层是由Fe2AIS相和FeA13相构成。20钢在560经过120min处理后，通过TEM观察和选区衍射(SAD)分析，表明涂层是由20nm左右的等轴晶粒组成，晶粒随机取向。 对于机械能助渗能降低扩渗温度、提高扩渗速度的原因，文献34认为主要有以下两个方面的机理。其一是改变了传热方式。常规固体扩渗工艺，固体渗剂处于静止状态，渗箱内主要靠热传导方式传热，传热速度慢。机械能助渗时，粉末粒子、工件和滚筒壁之间相互碰撞，形成固体粒子流动传热，大大提高了传热速度和滚筒内部的温度均匀性。其二是改变了扩散机制。机械能助渗对化学热处理的分解、吸附、扩散三个阶段都有影响。其中对扩散过程影响最大，起主导作用。粉末粒子运动增加渗剂各组元之间的接触机会，加速它们之间的化学反应，增加渗剂的活性和新生态渗入元素原子的浓度。运动粉末粒子冲击工件表面可去除表面的氧化膜，净化表面，产生表面缺陷，有利于渗入原子的吸附，提高渗入元素的吸附浓度。机械能助渗的扩散机制为点阵缺陷扩散机制，运动的粉末粒子冲击工件表面，将机械能(动能)传给表面点阵原子，使其激活脱位，形成空位，减少了空位形成功，形成原子疏松区。形成的过饱和空位区，长大成单层或双层空位盘，塌陷成位错，甚至形成扩散通道等晶体缺陷，改变了原子扩散行径，变为点阵缺陷扩散，降低扩散原子迁移能。由于空位等晶体缺陷大幅增加，使扩散激活能大幅度降低，致使渗金属的扩渗温度由1000左右高温，降低到600以下。 文献23认为，振动法助渗形成纳米铝金属间化物涂层是一个极为复杂的过程。装在渗箱中的合金小球在振动中可以产生球磨作用和冲击作用。球磨作用可以使铝粉发生塑性变形、粉碎，形成较小的颗粒，甚至可以达到纳米尺寸。冲击作用可以将纳米化的铝粉锤击在试样表面，反应烧结形成一个纳米铝粉的粘附层。此纳米铝粉的粘附层与基体金属发生互扩散，形成纳米铝金属间化合物涂层。 文献35-36对振动过程中填充球对试样表面冲击，试样表面发生纳米化过程进行了详细的机理分析 文献37通过对滚动法渗锌过程进行分析，认为滚动法提高渗锌速度的原因是渗剂粒子不断地摩擦工件表面，使工件表面状态得到净化。同时，锌粉颗粒表面形成的氧化物薄膜因相互摩擦而被破坏，从而提高了锌粉的使用效率。3. 机械能助渗铝与普通粉末渗铝的比较 3.1 工艺比较 机械能助渗技术是一种利用转筒滚动的方法将机械能与热能结合起来的新型粉末渗金属方法，机械能助扩渗是其中的一种。传统的以粉末填充法进行的金属扩渗化学热处理，都是靠高温加热为渗剂金属原子提供扩散能量，这种扩渗方法需要加热温度很高，能源耗费严重。而机械能助渗的方法通过将填充颗粒的冲击与外部加热相结合的方式，极大的降低了扩渗的温度与时间，减少了能耗。通过表1一1中机械能助渗铝与填充法粉末渗铝工艺的比较可以发现，机械能助渗铝技术相对与常规的填充法粉末渗铝可极大的节约能源。3.2 渗层组织比较填充法粉末渗铝，渗铝层从外到内铝含量逐渐降低，渗铝层从外到内依次由FeA13、Fe2A15、FeAI、Fe3AI等多种相构成。其中表层的FeA13及FeZA15两相含铝量高，属于脆性相。机械能助渗铝所得的渗层组成比较单一，主要由Fe2A15相构成。主要由Fe2A15相组成的机械能助渗铝渗层虽然具有良好的耐高温氧化性能，但在渗层机械性能方面不如填充法所得的渗铝层。 通过查阅文献发现，通过较低温度外加其它形式能量制备渗铝层的方法所得到的渗铝层均由Fe2A15相为主要构成相。 3.3 渗铝后基体机械性能变化的比较 钢铁工件一般均要求渗铝后除了具有优良的耐高温氧化等性能外，还要保持原基体的机械性能不变。填充法粉末渗铝的渗铝温度一般在950一1050之间，钢铁处于奥氏体温度范围内，冷却后根据冷却速度的不同会出现不同的组织。对于中高合金钢而言，渗铝过程容易引起基体材料的相变，导致机械性能下降。因此，填充法粉末渗铝在渗铝后经常需要再进行一次高温退火工艺，以提高渗铝钢的机械性能。机械能助渗铝由于渗铝温度较低，一般不会出现渗铝后降低基体材料机械性能的情况，渗铝后勿需再热处理就可以使用。 综合上述对于填充法粉末渗铝与机械能助粉末渗铝的几点比较可以发现，机械能助渗铝技术在节约能源以及保持基体机械性能方面要优于填充法粉末渗铝，但是在渗层的组成相及由此决定的渗层机械性能方面，机械能助渗铝技术还存在一定不足。对于热锅炉管道，机械能助渗铝的应用优势要高于现有的填充法粉末渗铝;在要求渗层具有一定韧性的场合下使用的工件，机械能助渗铝后则需要进行一次扩散退火。4. 渗铝钢在国内的应用现状渗铝技术在我国最先是应用于火力发电厂高温高压锅炉的水冷管，它原先使用的材料为优质209钢，由于受高温湿气的影响，水冷管一般腐蚀严重，使用寿命不超过两年。从80年代起，我国火力发电厂已有200多台锅炉在水冷管、过热器、空气预热器等高温腐蚀严重的部位用渗铝钢替代原来的209钢，抗腐蚀效果明显。渗铝钢在国内石油、石油化工方面的应用是随着我国高硫原油进口量增大，对炼油设备腐蚀严重发展起来的38。在炼油装置中，有些设备是在高温条件下工作，同时又存在着强烈的腐蚀介质(如H2S、环烷酸、氯化物等)，因此同时对材料的耐高温氧化及耐硫化物等酸性介质的腐蚀提出较高要求。由于高档钢材价格昂贵，成本太高不宜采用。因此国内一些机构加强了对具有优良耐高温硫及氯化物腐蚀的渗铝钢的工艺及应用研究。渗铝钢不但成本低，而且防腐蚀性能十分优良，在炼油工业中，特别是高温硫化氢及高温环烷酸腐蚀环境中得到了广泛应用，收到了很好的经济效益与社会效益。 此外，渗铝钢在冶金、造船方面也有广泛的应用。5.本课题研究的目的和意义综上所述，渗铝及各种铝化物涂层技术所获得的铁一铝金属间化合物涂层，具有优良的抗高温氧化、抗硫化物等介质腐蚀、硬度高、成本低等优点，在石油化工、火力发电、海洋环境等领域获得广泛应用，具有重要的研究和应用价值。 但是，目前粉末法渗铝的温度高、时间长，能源耗费严重，因此，在保证渗层质量基础上降低能源消耗就成了研究重点。 各种铝化物涂层技术都主要是针对高温粉末渗铝的缺点，通过外加能量，提低碳钢表面机械能助渗铝工艺及渗铝层性能研究高渗入原子的能量，或者改变基体的表面层状态，以达到与升高温度同样的效果。可以预见，其它能量助热扩渗是化学热处理发展的必然方向。但是以等离子束、电子束等各种能量增强的化学、物理气相沉积、激光熔覆合成技术等工艺一般存在设备复杂，操作困难等缺点，因此其应用受到限制。而机械能助渗工艺成本低，设备投资小，操作简单方便，将具有更好的发展前途。机械能助渗可以大幅度降低扩渗温度，缩短扩渗时间，节能效果非常显著，生产效率大大提高，处理过程中基材质量不降低、工件变形小，表面性能大大提高。因此，本技术是表面强化领域的一项重要突破，将成为一种新型的表面化学热处理工艺，值得研究和推广。 本课题以机械能助渗铝为研究方向，对机械能助渗铝的工艺进行深入研究，针对目前机械能助渗铝存在渗层厚度不易控制等问题，对渗铝工艺参数进行系统研究，改进机械能助渗铝工艺，选用新的活化剂和填充剂，确定合理的渗剂组分，对渗铝工艺进行调节，以求寻找最佳的机械能助渗铝工艺。6.参考文献1 孙希泰，材料表面强化技术，化学工业出版社，277一279。2 渗铝管在锅炉低温受热面中的应用J，浙江节能，2006(1)44一46.3翟金礼，王泳.渗铝钢换热器在炼油装置低温部位的应用J，石油化工腐蚀 与防护，2001(6)21一254唐超.渗铝钢在石油天然气中的应用J.石油工程建设，1993(5):21一235卢燕平，于福洲，渗镀，机械工业出版社，19846莫利明，段滋华，高原，碳钢表面粉末渗铝及其性能研究，太原理工大学学 报，2002，3，342一344。7黄志荣，许宏，李培宁，加速固体粉末渗铝的两段法新工艺，金属热处理， 2004，4，39一41。8 H.L.Huang，Y.Z.Chen,D.Gan.Microstructure of first-stage aluminized Coating on a Ni-Cr alloyJ,Materials Science and Engineering A328(2002)238-2449 王杰敏，文九巴，张伟.热浸镀渗铝技术的研究现状及进展J.表面技术 2004，33(5):4一7.10丁庆如，碳钢渗铝方法及其优缺点，化工设备与防腐蚀，2000，4，56一59。11 魏五际，丁毅，石焕荣，Q235钢热浸渗铝层的组织分析和性能，南京化工 大学学报，2000，6。12 刘邦津.钢材的热浸镀铝M.北京:冶金工业.出版社，1995.94一%12 王豫，马玉明，赵明琦.含碳量对渗铝层组织和性能的影响J.金属热处理， 1997(10):17一20.14 Guesdon，Philippe，Godin，Jean一Pierre，Lesueur，Erie，Process of Aluminizing steel to obtain and interfacical