304不銹鋼表面Fe-,3-Si型金屬硅化物滲層的制備與表征.pdf

1、本文采用熔融鹽非電解法在AISI304不銹鋼表面制備了含硅量(at.％)不同的Fe3Si型金屬硅化物滲層。通過XRD、SEM、EDXS等對試樣進行了表征，并分析了工藝參數(shù)對滲硅層的厚度及孔隙率的影響以及熔鹽法滲硅層的形成機理等，同時對滲硅試樣進行了硬度測試。另外采用未經(jīng)硅化處理的AISI304不銹鋼作為參照，對滲硅試樣在800℃、900℃下，120h的循環(huán)氧化行為進行了系統(tǒng)研究，并利用氧化速度常數(shù)對相關(guān)氧化動力學(xué)過程進行了理論分析。得到

2、如下結(jié)果：
　　 (1)隨著滲硅劑在熔鹽體系中所占比重的增多，滲硅層厚度增加且硅含量升高；提高滲硅溫度則顯著提高了滲硅效率；而延長滲硅時間可以提高滲硅層的致密度并細化晶粒。
　　 (2)滲硅層是含有Ni、Cr合金元素的Fe3Si型多元過渡族金屬硅化物，并且可以得到含硅量到達20at.％以上的高硅相，其仍然是DO3型有序Fe3Si。而硅元素在滲層中呈均勻分布，并不存在濃度梯度，使得整個滲層的顯微硬度得到顯著提高，達到660

3、HV以上。
　　 (3)在高溫循環(huán)氧化方面，F(xiàn)e3Si金屬間硅化物滲層表現(xiàn)出了較AISI304不銹鋼優(yōu)越的高溫抗氧化性能。Fe3Si型滲硅層在800℃、900℃下高溫循環(huán)氧化120h后，其氧化動力學(xué)曲線在5h后均表現(xiàn)為二次拋物線型，且由于更快地生成了連續(xù)的SiO2保護膜，使得900℃下的抗氧化性能更優(yōu)。
　　 (4)實驗分析證明，氧化層是以SiO2和Cr2O3為內(nèi)層、Fe2O3為中間層而又以SiO2和Cr2O3為外層的多