FeAl合金堆焊及堆焊层的耐热腐蚀性能研究

摘要

本文用钨极氩弧焊方法在18-8奥氏体不锈钢基体进行Fe<,3>Al合金堆焊试验,并对堆焊层合金进行Na<,2>SO<,4>和NaCl热腐蚀行为的试验研究.(1)采用钨极氩弧焊方法(TIG)用不同的工艺参数在奥氏体不锈钢基体上堆焊Fe<,3>Al合金,并对各工艺参数下所获得的堆焊层的显微组织、相构成及显微硬度进行了检测分析,分析了工艺参数对堆焊试验结果的影响.结果表明:堆焊层主要为Fe<,3>Al相,并有α-Fe(Al)固溶体生成;裂纹是堆焊Fe<,3>Al合金时出现的主要缺陷;通过优化焊接工艺,有利于避免裂纹.(2)对堆焊试样在750℃和950℃温度下分别进行Na<,2>SO<,4>盐和NaCl盐的热腐蚀试验,采用扫描电子显微镜分析了腐蚀后截面形貌特征,用X射线衍射仪分析腐蚀产物相组成,并分析探讨了腐蚀机理及其腐蚀模型.结果表明:腐蚀产物基本上是以Al<,2>O<,3>、Fe<,2>O<,3>这两种氧化物为主,熔合区是腐蚀过程中最薄弱的区域.

目录

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致谢

第一章绪论

1.1金属间化合物简介

1.2 Fe-Al金属间化合物的特点、性能及应用

1.2.1 Fe-Al合金相图及其点阵结构

1.2.2有关Fe-Al金属间化合物合金的研究现状

1.2.3 Fe3Al基合金的优异性能

1.2.4 Fe3Al基合金的主要性能弱点

1.2.5 Fe3Al基合金的性能改善

1.3 Fe3Al合金的焊接问题研究

1.3.1焊接问题研究现状

1.3.2 Fe3Al金属间化合物焊接性

1.3.3 Fe3Al合金焊接裂纹的产生机理

1.4本课题研究的主要内容及意义

1.5小结

第二章Fe3Al合金的堆焊工艺性能

2.1堆焊概述

2.2堆焊方法

2.2.1钨极氩弧堆焊的工艺特点

2.2.2 Fe3Al合金堆焊的应用价值

2.2.3 Fe3Al合金堆焊的难点

2.3堆焊试验

2.3.1堆焊用材料

2.3.2试验方法及过程

2.4堆焊层的观察分析

2.4.1焊缝外观观察

2.4.2 X射线衍射结果

2.4.3显微组织观察

2.4.4显微硬度测定

2.4.5沿熔合区主要合金元素的分布

2.5堆焊工艺参数的优化

2.5.1焊接线能量的对稀释率影响

2.5.2焊速对堆焊层相组成的影响

2.5.3预热和焊后热处理参数对堆焊裂纹的影响

2.5.4堆焊层数对堆焊层成分的影响

2.6堆焊层热裂纹的焊接传热学分析

2.7本章小结

第三章堆焊层的抗热腐蚀性能

3.1概述

3.1.1热腐蚀的现象的产生

3.1.2热腐蚀的定义及分类

3.1.3研究Fe3Al合金堆焊层的抗热腐蚀性的意义

3.2 Fe3Al合金堆焊层抗Na2SO4盐热腐蚀性能试验

3.2.1试验过程

3.2.2试样表面观察

3.2.3试样SEM形貌特征

3.2.4腐蚀层的相构成

3.2.5关于Na2SO4盐热腐蚀机理的探讨

3.3 Fe3Al合金堆焊层抗NaCl盐热腐蚀性能试验

3.3.1 NaCl盐腐蚀环境的产生

3.3.2试验过程

3.3.3试样表面观察

3.3.4试样SEM形貌特征

3.3.5腐蚀层的相构成

3.3.6关于NaCl盐热腐蚀机理的探讨

3.4 Fe3Al合金堆焊层抗混合盐的热腐蚀性能试验

3.4.1腐蚀环境的产生

3.4.2试验过程

3.4.3试样表面观察

3.4.4试样SEM形貌特征

3.4.5关于混合盐热腐蚀机理的探讨

3.5热腐蚀过程中的控制因素

3.6本章小结

第四章总结

4.1本文的主要研究内容

4.2本文的主要试验结果及结论

4.3不足与展望

参考文献

硕士期间发表的论文