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技術簡介 INTRODUCTION
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技術產品簡介:

“鋼基熱熔浸鋁”是將鋼材或鋼制品置入在一定溫度下的熔鹽液體中,使其鋼基表面充分活化和凈化后,迅速提出并置入熔融稀土鋁液中,浸漬適當時間后,使其鋼基體形成一定厚度的金屬間化合物、致密均勻的鋁層和三氧化二鋁氧化膜。這種二浴法熱熔浸鋁工藝會使鋼材及制品改性為鋼基復合材料,也是節能環保的新材料。在高溫,高壓及強腐蝕介質的工作環境下,有著極好的防腐性能。十年的實踐和應用證明,“鋼基熱熔浸鋁”是鋼材及鋼制品最有效的防腐蝕方法。“鋼基熱熔浸鋁”鋼材包括板材、管材、線材、型材及適合熱熔浸鋁防腐的設備等。這種復合材料是指鋼基體表面的復合層,其中包括基層——離鋼基體最近的鐵鋁合金層;中層——純鋁層;外層——三氧化二鋁氧化膜。鐵鋁合金層是極硬的和高熔點的金屬間化合物,具有極好的耐高溫氧化性和耐磨性。純鋁層有優良的耐蝕性及一定的裝飾性,所以,用鋼材熱熔浸鋁技術生產的產品——熱熔浸鋁鋼材,是具有鋼基體的機械強度,鋁的耐蝕性、鋁鐵合金的耐高溫氧化性和耐磨性的高效鋼材。因為熱熔浸鋁鋼材具有許多特殊的性能,因此被廣泛應用于石油、化工、冶金、機械、建筑、交通、輕工、船舶、電力、汽車、海洋工程及高速公路工程等各個領域。

熱熔浸鋁鋼材的金相組織特點

熱熔浸鋁鋼材使鐵和鋁之間達到原子之間的結合,靠金屬鍵緊密地結合在一起,正如顯鏡下所顯示,從外到內以三氧化二鋁氧化膜、純鋁層、鐵鋁合金層的順序形成了復合層。 若是碳素鋼,則復合層以帶狀組織與母材密接。

復合層的厚度:若是碳素鋼,則純鋁層為0.04-0.07MM,鐵鋁合金層大約為0.05MM。不過,各層的厚度會因鋼材種類、碳素量以及浸鋁溫度和時間有所不同。

若母材是合金鋼,則復合層與上述有所差別。

熱熔浸鋁的性能:

耐蝕性機理:

浸鋁鋼材的耐蝕性是通過三氧化二鋁氧化膜的穩定性和自愈性、鐵鋁合金層的耐蝕性等發揮出來的。

(1)耐候性

浸鋁產品能在海洋潮濕地區、工業地帶及硫磺溫泉等腐蝕性環境下長期使用。

浸鋁、鍍鋅鋼腐蝕試驗結果對比mg/cm2

試驗名稱

試驗名稱 試驗條件 鍍鋅鋼 浸鋁鋼
SO2試驗 含16%SO2空氣
硝酸試驗 含20%HNO3空氣 原形消失

(2)耐海水性

熱熔浸鋁鋼材對海水有很好的防腐性,不僅在海洋環境中,就是在潮汐和波浪中也有同樣效能。

浸鋁鋼材耐鹽水的腐蝕性十分優異的,下表列出3 種鋼材在3%NaCl 水溶液中的腐蝕試驗結果。

3種鋼在3%NaCl 水溶液中的耐蝕對比(10℃)

材料 原始得量 表面積 腐蝕量 碳鋼 浸鋁鋼 13Cr鋼

在鹽水溶液中浸鋁鋼材的腐蝕率比13Cr 鋼坯低得多,且遠遠小于未浸鋁的碳鋼。

(3)耐水性

由于鋁表面生成的氧化鋁鈍化膜以及合金層具有防蝕性,所以浸鋁產品的耐水性極強。 由于水質、PH 值、溫度、流速的不同,浸鋁產品防腐耐久也有一定差異。

熱熔浸鋁與鍍鋅在水中的耐腐蝕量

量度 材質 腐蝕量 腐蝕深度 熱熔浸鋁 鍍鋅

(4)耐應力腐蝕破裂

一些特種鋼、碳素鋼等若放在含氯化物、硫化物等的水溶液(低電阻介質)中, 會發生應力腐蝕破裂,如果對其浸鋁則能加以防止。在熱交換器等浸鋁管使用實驗上,無論是哪種熱交換器,均未發生任何應力開裂現象。

(5)其他腐蝕性水溶液

熱熔浸鋁產品的耐腐蝕性水溶液性,耐煉化企業熱交換器油水中的硫離子、氯離子及有機酸、 無機鹽等有著極好的耐蝕性。

對于有機酸、硝酸、硫酸(3 <PH <7)、銨水(1%以上及20%以下),對于硫化氫水溶液、亞硫酸水溶液、尿素水、食鹽水、氯化鉀、氯化鈣、含硫磺的溫泉水等具有耐蝕性。

耐熱性

(1)耐高溫氧化性

普通鋼鐵在500 攝氏度高溫條件下會迅速氧化,而浸鋁鋼材則具有很強的高溫耐氧化性和耐高溫硫和SO2腐蝕。這是由于鋁表面致密的氧化膜防止了氧氣的擴散,另外鐵鋁合金層本身(如下反應式所述),也具很強的耐熱性。

(鋁的選擇氧化可以阻止鐵的氧化)

幾種鋼材耐熱性能試驗 氣化增量

加熱條件 氧化增量 材質 原材料 碳鋼 鍛鋼 普通鑄鋼

(2)耐滲、脫碳性

浸鋁鋼材表面的復合層能抑制碳的侵入和擴散。另外,在高溫還原性氣體環境下也能防止母材(鋼鐵)脫炭。

熱熔浸鋁鋼材的焊接:

浸鋁鋼材需焊接時,可用浸鋁鋼專用焊條(A312SL),其焊接部位的耐腐蝕性能與浸鋁鋼材的性能相同。焊接時,鋁層高溫擴散滲透,母材同樣受到保護。

注意事項:

1 )和其他金屬的接觸腐蝕(電化學腐蝕)各種金屬在電解質溶液中(淡水、海水)都存在各自的電位。由于電位差,相互接觸的不同金屬會形成電池,造成電化學腐蝕。熱熔浸鋁鋼材在使用中也應注意這種影響。

2)做為耐熱用,在500 攝氏度條件以上長期使用的話便會剝離。應事先在850 攝氏度左右溫度加熱1-2 小時進行擴散處理,使表面純鋁層向基體擴散滲全部形成Fe-Al合金層。

3)由于浸鋁產品的合金層很硬,延展性小,加工時應注意避免彎曲半徑過小。

4)浸鋁后的鋼材尺寸精度有所改變,因此螺栓、螺母等接合部位需有余量。

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