材料学专业优秀论文材料学专业优秀论文 316L316L 不锈钢粉末包埋渗铝工艺及渗铝层性能不锈钢粉末包埋渗铝工艺及渗铝层性能研究研究关键词：关键词：316L316L 不锈钢不锈钢 煤变油煤变油 粉末渗铝粉末渗铝 低温渗铝低温渗铝 力学性能力学性能摘要：为了解决石油短缺的状况，国内出现了大量以煤的深加工为特征的新型 煤化工产业即煤变油技术。在其最关键的煤液化反应中，最高工作温度在 470左右，工作压力最高可达 20MPa，物料含固体颗粒、硫化物气体、水蒸气、 液化油等，设备材料处在高温临氢的强腐蚀环境条件，即需要良好的高温强度， 又要有优良的耐腐蚀性能。目前能够满足这样性能要求而又相对经济的材料只 有渗铝的耐热不锈钢，因此，研究不锈钢渗铝具有重要现实意义。 本文的主 要目的是以煤液化反应器用不锈钢螺栓、螺母渗铝的技术要求为指标来研究不 锈钢粉末包埋渗铝的工艺条件。由于原热浸渗铝工艺存在渗铝层较厚、螺纹处 容易残留铝液导致渗铝层厚度不均等缺陷，需要二次机械加工，加工不当会破 坏渗铝层的完整性。为此，进行了粉末包埋渗铝工艺的研究，以期替代热浸渗 铝工艺。 对 316L 不锈钢采用粉末包埋法进行渗铝，首先研究了低温渗铝工 艺 (20Al+2NHCllt;,4gt;+78Allt;,2gt;Olt;,3 gt;、650、48 小时)，所得渗铝层的致密性、连续性稍差，厚度薄而达 不到技术要求。进而进行了高温粉末包埋渗铝试验，研究了渗铝剂配方及渗铝 工艺参数对渗层的影响。借助金相显微镜、X 射线衍射仪和电子探针分析了渗 铝层的微观组织、相及成分。结果表明：渗铝层厚度与加热温度的关系近似呈 直线规律。渗铝层厚度和保温时间的关系呈抛物线规律。使用由 10Al 粉、 1NHlt;,4gt;Cl 和 89Allt;,2gt;Olt;,3gt;组成的渗剂，经过 900、3h 保温渗铝后，获得了符合要求的渗铝层。渗铝层与基体间结合良好、界限明显、 齐整。渗铝层厚度约为 50m，满足了螺栓螺母配合的要求。渗铝层呈多层结 构：外渗层(FeAl)、过渡层(FeAl，Felt;,3gt;Al，NiAl)、内渗层 (Felt;,3gt;Al，NiAl)。在渗层中未发现含铝量较高的 FeAllt;,3gt;,Felt;,2gt;Allt;,5gt;,FeAllt;,2gt;等脆性相成分，这有利于改善渗铝层的力学性能。 高温 腐蚀试验表明，316L 不锈钢渗铝后，其抗高温静态氧化、抗高温循环氧化、耐 高温硫腐蚀性能均大大提高。而且渗铝层厚度 50 m 的渗铝试样和渗铝层厚 度 100 m 的渗铝试样同样有着良好的耐腐蚀性。正文内容正文内容为了解决石油短缺的状况，国内出现了大量以煤的深加工为特征的新型煤 化工产业即煤变油技术。在其最关键的煤液化反应中，最高工作温度在 470左右，工作压力最高可达 20MPa，物料含固体颗粒、硫化物气体、水蒸气、 液化油等，设备材料处在高温临氢的强腐蚀环境条件，即需要良好的高温强度， 又要有优良的耐腐蚀性能。目前能够满足这样性能要求而又相对经济的材料只 有渗铝的耐热不锈钢，因此，研究不锈钢渗铝具有重要现实意义。 本文的主 要目的是以煤液化反应器用不锈钢螺栓、螺母渗铝的技术要求为指标来研究不 锈钢粉末包埋渗铝的工艺条件。由于原热浸渗铝工艺存在渗铝层较厚、螺纹处 容易残留铝液导致渗铝层厚度不均等缺陷，需要二次机械加工，加工不当会破 坏渗铝层的完整性。为此，进行了粉末包埋渗铝工艺的研究，以期替代热浸渗 铝工艺。 对 316L 不锈钢采用粉末包埋法进行渗铝，首先研究了低温渗铝工 艺 (20Al+2NHCllt;,4gt;+78Allt;,2gt;Olt;,3 gt;、650、48 小时)，所得渗铝层的致密性、连续性稍差，厚度薄而达 不到技术要求。进而进行了高温粉末包埋渗铝试验，研究了渗铝剂配方及渗铝 工艺参数对渗层的影响。借助金相显微镜、X 射线衍射仪和电子探针分析了渗 铝层的微观组织、相及成分。结果表明：渗铝层厚度与加热温度的关系近似呈 直线规律。渗铝层厚度和保温时间的关系呈抛物线规律。使用由 10Al 粉、 1NHlt;,4gt;Cl 和 89Allt;,2gt;Olt;,3gt;组成的渗剂，经过 900、3h 保温渗铝后，获得了符合要求的渗铝层。渗铝层与基体间结合良好、界限明显、 齐整。渗铝层厚度约为 50m，满足了螺栓螺母配合的要求。渗铝层呈多层结 构：外渗层(FeAl)、过渡层(FeAl，Felt;,3gt;Al，NiAl)、内渗层 (Felt;,3gt;Al，NiAl)。在渗层中未发现含铝量较高的 FeAllt;,3gt;,Felt;,2gt;Allt;,5gt;,FeAllt;,2gt;等脆性相成分，这有利于改善渗铝层的力学性能。 高温 腐蚀试验表明，316L 不锈钢渗铝后，其抗高温静态氧化、抗高温循环氧化、耐 高温硫腐蚀性能均大大提高。而且渗铝层厚度 50 m 的渗铝试样和渗铝层厚 度 100 m 的渗铝试样同样有着良好的耐腐蚀性。 为了解决石油短缺的状况，国内出现了大量以煤的深加工为特征的新型煤化工 产业即煤变油技术。在其最关键的煤液化反应中，最高工作温度在 470左 右，工作压力最高可达 20MPa，物料含固体颗粒、硫化物气体、水蒸气、液化 油等，设备材料处在高温临氢的强腐蚀环境条件，即需要良好的高温强度，又 要有优良的耐腐蚀性能。目前能够满足这样性能要求而又相对经济的材料只有 渗铝的耐热不锈钢，因此，研究不锈钢渗铝具有重要现实意义。 本文的主要 目的是以煤液化反应器用不锈钢螺栓、螺母渗铝的技术要求为指标来研究不锈 钢粉末包埋渗铝的工艺条件。由于原热浸渗铝工艺存在渗铝层较厚、螺纹处容 易残留铝液导致渗铝层厚度不均等缺陷，需要二次机械加工，加工不当会破坏 渗铝层的完整性。为此，进行了粉末包埋渗铝工艺的研究，以期替代热浸渗铝 工艺。 对 316L 不锈钢采用粉末包埋法进行渗铝，首先研究了低温渗铝工艺 (20Al+2NHCllt;,4gt;+78Allt;,2gt;Olt;,3 gt;、650、48 小时)，所得渗铝层的致密性、连续性稍差，厚度薄而达不到技术要求。进而进行了高温粉末包埋渗铝试验，研究了渗铝剂配方及渗铝 工艺参数对渗层的影响。借助金相显微镜、X 射线衍射仪和电子探针分析了渗 铝层的微观组织、相及成分。结果表明：渗铝层厚度与加热温度的关系近似呈 直线规律。渗铝层厚度和保温时间的关系呈抛物线规律。使用由 10Al 粉、 1NHlt;,4gt;Cl 和 89Allt;,2gt;Olt;,3gt;组成的渗剂，经过 900、3h 保温渗铝后，获得了符合要求的渗铝层。渗铝层与基体间结合良好、界限明显、 齐整。渗铝层厚度约为 50m，满足了螺栓螺母配合的要求。渗铝层呈多层结 构：外渗层(FeAl)、过渡层(FeAl，Felt;,3gt;Al，NiAl)、内渗层 (Felt;,3gt;Al，NiAl)。在渗层中未发现含铝量较高的 FeAllt;,3gt;,Felt;,2gt;Allt;,5gt;,FeAllt;,2gt;等脆性相成分，这有利于改善渗铝层的力学性能。 高温 腐蚀试验表明，316L 不锈钢渗铝后，其抗高温静态氧化、抗高温循环氧化、耐 高温硫腐蚀性能均大大提高。而且渗铝层厚度 50 m 的渗铝试样和渗铝层厚 度 100 m 的渗铝试样同样有着良好的耐腐蚀性。 为了解决石油短缺的状况，国内出现了大量以煤的深加工为特征的新型煤化工 产业即煤变油技术。在其最关键的煤液化反应中，最高工作温度在 470左 右，工作压力最高可达 20MPa，物料含固体颗粒、硫化物气体、水蒸气、液化 油等，设备材料处在高温临氢的强腐蚀环境条件，即需要良好的高温强度，又 要有优良的耐腐蚀性能。目前能够满足这样性能要求而又相对经济的材料只有 渗铝的耐热不锈钢，因此，研究不锈钢渗铝具有重要现实意义。 本文的主要 目的是以煤液化反应器用不锈钢螺栓、螺母渗铝的技术要求为指标来研究不锈 钢粉末包埋渗铝的工艺条件。由于原热浸渗铝工艺存在渗铝层较厚、螺纹处容 易残留铝液导致渗铝层厚度不均等缺陷，需要二次机械加工，加工不当会破坏 渗铝层的完整性。为此，进行了粉末包埋渗铝工艺的研究，以期替代热浸渗铝 工艺。 对 316L 不锈钢采用粉末包埋法进行渗铝，首先研究了低温渗铝工艺 (20Al+2NHCllt;,4gt;+78Allt;,2gt;Olt;,3 gt;、650、48 小时)，所得渗铝层的致密性、连续性稍差，厚度薄而达 不到技术要求。进而进行了高温粉末包埋渗铝试验，研究了渗铝剂配方及渗铝 工艺参数对渗层的影响。借助金相显微镜、X 射线衍射仪和电子探针分析了渗 铝层的微观组织、相及成分。结果表明：渗铝层厚度与加热温度的关系近似呈 直线规律。渗铝层厚度和保温时间的关系呈抛物线规律。使用由 10Al 粉、 1NHlt;,4gt;Cl 和 89Allt;,2gt;Olt;,3gt;组成的渗剂，经过 900、3h 保温渗铝后，获得了符合要求的渗铝层。渗铝层与基体间结合良好、界限明显、 齐整。渗铝层厚度约为 50m，满足了螺栓螺母配合的要求。渗铝层呈多层结 构：外渗层(FeAl)、过渡层(FeAl，Felt;,3gt;Al，NiAl)、内渗层 (Felt;,3gt;Al，NiAl)。在渗层中未发现含铝量较高的 FeAllt;,3gt;,Felt;,2gt;Allt;,5gt;,FeAllt;,2gt;等脆性相成分，这有利于改善渗铝层的力学性能。 高温 腐蚀试验表明，316L 不锈钢渗铝后，其抗高温静态氧化、抗高温循环氧化、耐 高温硫腐蚀性能均大大提高。而且渗铝层厚度 50 m 的渗铝试样和渗铝层厚 度 100 m 的渗铝试样同样有着良好的耐腐蚀性。 为了解决石油短缺的状况，国内出现了大量以煤的深加工为特征的新型煤化工产业即煤变油技术。在其最关键的煤液化反应中，最高工作温度在 470左 右，工作压力最高可达 20MPa，物料含固体颗粒、硫化物气体、水蒸气、液化 油等，设备材料处在高温临氢的强腐蚀环境条件，即需要良好的高温强度，又 要有优良的耐腐蚀性能。目前能够满足这样性能要求而又相对经济的材料只有 渗铝的耐热不锈钢，因此，研究不锈钢渗铝具有重要现实意义。 本文的主要 目的是以煤液化反应器用不锈钢螺栓、螺母渗铝的技术要求为指标来研究不锈 钢粉末包埋渗铝的工艺条件。由于原热浸渗铝工艺存在渗铝层较厚、螺纹处容 易残留铝液导致渗铝层厚度不均等缺陷，需要二次机械加工，加工不当会破坏 渗铝层的完整性。为此，进行了粉末包埋渗铝工艺的研究，以期替代热浸渗铝 工艺。 对 316L 不锈钢采用粉末包埋法进行渗铝，首先研究了低温渗铝工艺 (20Al+2NHCllt;,4gt;+78Allt;,2gt;Olt;,3 gt;、650、48 小时)，所得渗铝层的致密性、连续性稍差，厚度薄而达 不到技术要求。进而进行了高温粉末包埋渗铝试验，研究了渗铝剂配方及渗铝 工艺参数对渗层的影响。借助金相显微镜、X 射线衍射仪和电子探针分析了渗 铝层的微观组织、相及成分。结果表明：渗铝层厚度与加热温度的关系近似呈 直线规律。渗铝层厚度和保温时间的关系呈抛物线规律。使用由 10Al 粉、 1NHlt;,4gt;Cl 和 89Allt;,2gt;Olt;,3gt;组成的渗剂，经过 900、3h 保温渗铝后，获得了符合要求的渗铝层。渗铝层与基体间结合良好、界限明显、 齐整。渗铝层厚度约为 50m，满足了螺栓螺母配合的要求。渗铝层呈多层结 构：外渗层(FeAl)、过渡层(FeAl，Felt;,3gt;Al，NiAl)、内渗层 (Felt;,3gt;Al，NiAl)。在渗层中未发现含铝量较高的 FeAllt