鋼板以其良好的力學和成形性能被廣泛應用于汽車、海洋工程、建筑等領域。但其極易受到空氣中的氧化性氣體以及潮濕環(huán)境的電化學作用而被腐蝕,縮短了使用壽命的同時造成了巨大的經濟損失。熱浸鍍鋁是改善鋼板耐腐蝕性能的一種有效的表面處理技術。然而,由于在熱浸鍍鋁過程中脆性Fe-Al金屬間化合物的生成,易在合金層中形成裂紋,嚴重影響了鋁涂層鋼板的耐腐蝕性能和成形性能。通過控制合金層厚度和改善合金層結構是提高鋁涂層鋼板使用性能的有效途徑。本課題采用熱浸鍍法、磁控濺射（熱處理）復合熱浸鍍法在Q235鋼板表面分別制備了多結構鋁涂層(Al_H/Q235、Al_H+M+HT/Q235)。研究了磁控濺射鋁涂層在后續(xù)熱浸鍍鋁工藝中對鐵、鋁原子相互擴散的阻擋作用,揭示了鋁涂層的形成機理。同時,采用全浸泡實驗和拉深變形實驗對鋁涂層鋼板的耐腐蝕性能和成形性能進行了研究,對涂層的腐蝕防護和斷裂失效機理進行了分析。具體研究內容和結果如下:（1）采用熱浸鍍法在鋼板表面制備了鋁涂層,研究了浸鍍工藝對涂層質量、厚度、形貌、組成及性能的影響。熱浸鍍鋁涂層主要由外側Al層和內側Fe-Al合金層組... 

【文章來源】：陜西科技大學陜西省

【文章頁數】：86 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

018年鋼材行業(yè)下游需求分布

鋼材作為目前世界上應用最為廣泛的材料之一，以其良好的力學性能和成本優(yōu)勢成為汽車、建筑、機械、海洋船舶等領域中應用的主要材料[1]。2018 年各領域鋼材需求分布如圖 1-1 所示，汽車行業(yè)作為最主要的三大用鋼領域之一，被認為是帶動我國經濟增長和產業(yè)結構升級的支柱型行業(yè)。圖 1-2 為 2014-2018 年汽車領域鋼材需求量，其中鋼板占汽車用鋼的 52%，2018 年汽車用鋼板達 2925 萬噸。因此，汽車工業(yè)在為鋼鐵行業(yè)帶來巨大商機的同時，對鋼板的需求總量不斷加大。然而，由于受到空氣氧化性氣體以及潮濕環(huán)境的電化學作用，鋼材極易被腐蝕而造成巨大的經濟損失。隨著環(huán)境的日益惡劣，我國每年鋼材因腐蝕造成的損失已超過 1.5萬億元[2]。目前，由于遭受日漸惡劣的自然環(huán)境影響，如污染、幅射、撞擊、海洋氣候及道路防滑鹽等物理、化學因素，加速了對汽車的侵蝕。汽車的腐蝕損傷將對汽車的外形、車身結構強度、服役壽命和安全系數造成不利的后果�，F階段，我國的表面工程行業(yè)至少可以挽救年均 30%的腐蝕損失。表面處理產業(yè)的規(guī)模巨大，已成為實現綠色經濟的重要工程領域。因此，在當前資源日益匱乏，環(huán)境污染嚴重的情況下，涂層鋼板在汽車行業(yè)的大規(guī)模應用已成為減少腐蝕損失、推進資源節(jié)約的迫切需要。

陜西科技大學碩士學位論文種正在蓬勃發(fā)展的耐腐蝕材料前景十分廣闊。.3 耐腐蝕鋁涂層的制備方法目前，制備鋁涂層的工藝主要有熱浸鍍法、電鍍法、包埋滲鋁法及熱噴涂法等（ 1-3）。熱浸鍍鋁工藝操作簡單、成本低廉，可制備一定厚度具有優(yōu)異耐腐蝕性能的層。電鍍鋁工藝制備的涂層厚度、組織、形貌可控，可以實現在微小零件上的精準。粉末包埋滲鋁制備的涂層具有極高的抗高溫氧化性能，主要包括低溫包埋滲鋁、包埋滲鋁以及氣相滲鋁工藝。熱噴涂技術在海洋環(huán)境下使用最為廣泛，所制備的鋁具有較高的耐腐蝕性能，其中火焰噴涂、電弧噴涂、冷噴涂等工藝能夠實現新型防鋁涂層的設計與制備。

【參考文獻】：
期刊論文
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[2]6061鋁合金分別在Q235鋼和純鈦表面的反應潤濕[J]. 靳鵬,鐘偉強,李富祥,林巧力.  材料導報. 2017(18)
[3]316L不銹鋼熱浸鍍鋁的組織及性能分析[J]. 馮軍,金凡亞,童洪輝,但敏,陳美艷,賴新春.  鑄造技術. 2015(11)
[4]劃痕法結合強度臨界載荷值的影響因素分析[J]. 杜軍,王紅美,王鑫.  表面技術. 2015(09)
[5]不銹鋼表面熱浸鍍鋁工藝及表面形貌[J]. 于思榮,徐淑苗,邢海瑞.  熱加工工藝. 2015(10)
[6]劃痕法測定TiAlN涂層結合強度的研究[J]. 黃珂,楊伏良,陳力學,馬凱,郭磊.  表面技術. 2013(05)
[7]電流密度對熔鹽電鍍鋁晶粒形貌的影響[J]. 丁志敏,馮秋元,宋建敏,高宏.  材料熱處理學報. 2012(09)
[8]火焰噴涂鋁涂層[J]. 昌霞,韓付會,張小彬,黃偉九.  重慶理工大學學報(自然科學). 2012(06)
[9]鋼鐵件熱浸鍍鋁工藝比較（Ⅰ）——一浴熔劑法[J]. 吳元康.  材料保護. 2011(10)
[10]RE對熱浸鍍鋁鍍層組織及耐腐蝕性能的影響[J]. 孫偉,蔡啟舟,羅強.  中國表面工程. 2010(06)

博士論文
[1]金屬包裝材料的腐蝕失效過程和腐蝕檢測[D]. 夏大海.天津大學 2012

碩士論文
[1]鍍鋅鋼板沖壓成形表面損傷行為的研究[D]. 殷望.湘潭大學 2014
[2]熱浸鍍鋅鋁鎂鍍層組織結構與耐蝕機理研究[D]. 林源.昆明理工大學 2014
[3]稀土和錳對熱浸鍍鋁層抗腐蝕性能影響的研究[D]. 竇曉娟.東北大學 2010
[4]鋼鐵表面熱浸鍍鋁新工藝及鍍層厚度控制模型研究[D]. 李凌.武漢理工大學 2005



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