安亮,贾建刚,马勤,李鹏

• 1:兰州理工大学甘肃省有色金属新材料省部共建国家重点实验室
• 2:兰州理工大学有色金属合金省部共建教育部重点实验室

摘要(Abstract)：

采用ω(NaCl)∶ω(KCl)∶ω(NaF)=2∶2∶1(摩尔比,下同)的中性熔融盐作为载体,ω(Na2SiF6)∶ω(Si)=8∶2粉末做为渗硅剂,800℃下渗硅10 h可实现在AISI 304不锈钢表面形成厚度约500μm的富含Cr、Ni合金元素的Fe3Si型硅化物渗层。采用X射线衍射仪(XRD)分析了渗硅层的物相组成,用附带能量色散谱仪(EDS)附件的扫描电子显微镜(SEM)研究了渗层截面的形貌和成分。结果表明,渗层以Fe3Si相为主,Cr在渗层中含量低于其在304不锈钢基体中含量,而Fe和Ni在基体和渗层中的含量大致相当。Fe3Si型硅化物渗层在800℃和900℃下的氧化动力学均遵从二次抛物线规律。AISI 304不锈钢渗硅层在800℃下的抗氧化性能略优于不锈钢基体,而在900℃下AISI 304不锈钢发生灾难性破坏,硅化物渗层表现出比其在800℃下更为好的抗氧化性能。900℃下Cr和Si元素发生上坡扩散最终在渗硅层表面形成富含SiO2和Cr3O4的复合氧化膜是其优异抗氧化性能的原因。

关键词(KeyWords)： Fe3Si;硅化物渗层;氧化动力学;AISI304钢

Abstract:

Keywords:

基金项目(Foundation): 兰州理工大学博士科研启动基金资助项目

作者(Author): 安亮,贾建刚,马勤,李鹏

DOI: 10.13289/j.issn.1009-6264.2011.07.029

参考文献(References)：

• [1]张伟,文九巴,龙永强.渗铝钢扩散层空洞对循环氧化和剥落性能的影响[J].材料热处理学报,2004,25(6):96-100.ZHANG Wei,WEN Jiu-ba,LONG Yong-qiang.Effect of voids in diffusion layers on cyclic oxidation and spalling resistance of aluminized steel[J].Transactions of Materils and Heat Treatment,2004,25(6):96-100.
• [2]Westbrook J H,Fleischer R L.Structural Applications of Intermetallic Compounds[M].New York:John Wiley&Sons,2000:221.
• [3]JIA Jian-gang,MA Qin,LU Jin-jun.Reciprocating sliding friction and wear property of Fe3Si based alloys containing Cu in water lubrication[J].Tribol Lett,2008,30(2):113-121.
• [4]Porcayo-Calderón J,Brito-Figueroa E,González-Rodríguez J G.Oxidation behaviour of Fe-Si thermal spray coatings[J].Materials Letters,1999,38:45-53.
• [5]Stokes P S N,Stot F H t,Wood G C.The influence of laser surface treatment on the high-temperature oxidation of Cr2O3-forming alloys[J].MaterialsScience and Engineering A,1989,120-121(2):611-617.
• [6]Wu Y,Gesmundo F,Niu Y.The effect of silicon on the oxidation of a Ni-6 at.%Al alloy in 1 atm of pure O2 at 900℃[J].Oxidation of Metals,2006,65(1-2):53-74.
• [7]Hsu H W,Tsai W T.High temperature corrosion behavior of siliconized 310 stainless steel[J].Materials Chemistry and Physics,2000,64:147-155.
• [8]Hoelzer D T,Pint B A,Wright I G.A microstructural study of the oxide scale formation on ODS Fe-13Cr steel[J].Journal of Nuclear Materials,2000,283-287:1306-1310.
• [9]David R Lide.Handbook of Chemistry and Physics(90 th)[M].Boca Raton,FL:CRC Press,2009-2010:64-68.

文章评论(Comment)：