含al熱噴涂涂層的高溫表現(xiàn)與al擴(kuò)散機(jī)制材料加工工程博士論文

1、沈陽工業(yè)大學(xué)博士學(xué)位論文含Al熱噴涂涂層的高溫表現(xiàn)與Al擴(kuò)散機(jī)制姓名：張忠禮申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：博士專業(yè)：材料加工工程指導(dǎo)教師：李德元20070526沈陽工業(yè)大學(xué)博士學(xué)位論文A b s t r a c tO x i d a t i o n a n d h o t c o r r o s i o n a r e t h e m a i n r e a s o n s o f w h i c h t h em a c h i n e s o rp

2、 a r t s u s e d a te l e v a t e d t e m p e r a t u r e s d e g r a d e ．1 1 1 eo x i d a t i o n r e s i s t a n c eo f m e t a lm a t e r i a l s m a i n l y d e p e n d s o nt h ep r o p e a i e s o f t h e o x i d

3、e f o r m e d o n t h e m e t a l s u r f a c e ．A l u m i n u mi so n e o f t h e b e s t c a n d i d a t e ss i n c e a l u m i n a f i l n li ss t a b l e ，d e n s e a n d c o n t i n u o u s ．M a t e r i a l s ，s u c

4、 h a ss t e e l ，c o p p e r a n d n i c k e l ．a(chǎn) l l o y e d w i t ha l u m i n u m a r e g o o do x i d a t i o n - r e s i s t a n t a n d h o t - c o r r o s i o n - r e s i s t a n t ．I t i sw e l lk n o w n t h a t

5、h i g h - t e m p e r a t u r e o x i d a t i o na n d h o t - c o r r o s i o n t a k e p l a c e o n t h es u r f a c e o f m a t e r i a l s ．I no r d e r t op r o t e c ts t e e la n d c o p p e r p a r t s u s e d a

6、 te l e v a t e d t e m p e r a t u r e sf r o m o x i d a t i o na n d h o tc o r r o s i o n , a r c - s p r a y e da l u m i n u mc o a t i n g sa n d a l u m i n u m —b a s e d c o a t i n g sw e r e s t u d i e di n

7、 t h i sd i s s e r t a t i o n ．T o e s t i m a t e t h e b e h a v i o r so f t h e c o a t i n g sa t e l e v a t e dt e m p e r a t u r e ，s o m e h o t - c o r r o s i o n t e s t sa n d c o n t i n u o u s o x i d

8、a t i o n k i n e t i c s t e s t sw e r e p e r f o r m e d ．B y u s i n gs c a n n i n g e l e c t r o nm i c r o s c o p y( S E M ) ，e l e c t r o n p r o b e m i c r o a n a l y z e r ( E P M A ) a n d X - R a y d i

9、f f r a c t i o na n a ／y z e r , t h e s u r f a c em o r p h o l o g y o f c o a t i n g sa n d t h e m i c r o s t m c t u r e o f t h e d i f f u s i o n l a y e r sf o r m e d i nt h e c o a t i n g sa n d s u b s t

10、 r a t e sw e r e e x a m i n e d ．A l s o ，t h e r e l a t i o n s h i p s b e t w e e n t h e p r o c e s sp a r a m e t e r s ，t h ec o m p o s i t i o n o f c o a t i n g a n d t h et h i c k n e s s o f t h e d i f

11、f u s i o n l a y e r s w e r es t u d i e d i nt h i sw o r k ．I na d d i t i o n , t h e i n t e r d i f f u s i v i t i e so f t h e e l e m e n t s i na l u m i n i z e d l a y e r sw e r e c a l c u l a t e db y u s

12、 i n gf i n i t ee l e m e n tm e t h o d s ．n e r e s u l t s o f t h e e x p e r i m e n t s r e v e a l e d t h a t t h ea r cs p r a y e ds i n g l ec o a t i n g so f a l u m i n u m ,a l u m i n u mb r o n z e o r

13、F e C n U a n d t h e c o m p o s i t e c o a t i n g so f a l u m i n u m ／a l u m i n u m b r o n z ￡o ra l u m i n u m ／F e C r A l c o u l d w e l l p r o t e c t t h e s t e e ls u b s t r a t e f r o m h i g h - t

14、e m p e r a t u r eo x i d a t i o n , t h ec o m p o s i t e c o a t i n g se s p e c i a l l y b e i n g b e t t e r ．T h eh i g h - t e m p e r a t u r es u l p h u r a t i o n t e s t s i ns i t ug a v ea s t r o n g

15、p r o o f t h a t a l u m i n u r n ／F e C r A lc o m p o s i t ec o a t i n g sp r o v i d e d a g o o d p r e s e r v a t i o n t og r a yi r o ns u b s t m t e ．U n d e r t h e c o n d i t i o n so f h i g h s u l p h

16、 u ra n d l o w o x y g e n a t m o s p h e r ea te l e v a t e dt e m p e r a t u r e ，t h ei n t e r d i f f u s i o no f t h e e l e m e n t s i n t h e c o m p o s i t e c o a t i n g s r e s u l t e di nt h ef o r m

17、 a t i o n o f a n i n t e r m e t a l l i c c o m p o u n d , A 1 C r F e 2 ．1 1 1 e r e f o r e ．t h e c o a t i n g sw e r e o x i d a t i o n ．r e s i s t a n ta n d s u l p h u r a t i o n - r e s i s t a n ts i n c

18、 e t h e r e w a s a p r e s e r v a t i v ea l u m i n a l a y e r f o r m e d o n t h e i rs u r f a c e ．W h e n t h es p e c i m e n s c o a t e d w i t ha l u m i n u m w e r eh e a t e d a th i 曲t e m p e r a t u r

19、 e s ，a ni n t e r m e t a l l i cc o m p o u n d ，F(xiàn) e 2 A 1 5 ，W a S f o r m e d o n t h e m ，b e c a u s eo f t h e i n t e r d i f f u s i o n o fa l u m i n u m a n d i r o na t o m s ．I t W a s f o u n dt h a tt h e

20、 p r o c e s s p a r a m e t e r s a n d t h et h i c k n e s so f a s —s p r a y e da l u m i n u m c o a t i n gc o u l d g r e a t l ye f f e c to n t h e t h i c k n e s so f t h ed i f f u s e dl a y e r s ．n et h i

21、 c k e r t h ea r c —s p r a y e da l u m i n u mc o a t i n g , t h e t h i c k e rt h e d i f f u s i o n l a y e r sa tt h e t e m p e r a t u r e sr a n g i n g f r o m7 0 0 ～1 1 0 0 ℃．I ti Sm u c h t h es a m e a ss

22、 t e e lt h a tt h e t h i c k n e s so f d i f f u s i o n l a y e r sW a s e f f e c t e do n b v t I l et h i c k n e s so f a s —s p r a y e da l u m i n u m c o a t i n go n t h e c o p p e r s u b s t r a t e ．T h