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技术产品简介:

“钢基热熔浸铝”是将钢材或钢制品置入在一定温度下的熔盐液体中,使其钢基表面充分活化和净化后,迅速提出并置入熔融稀土铝液中,浸渍适当时间后,使其钢基体形成一定厚度的金属间化合物、致密均匀的铝层和三氧化二铝氧化膜。这种二浴法热熔浸铝工艺会使钢材及制品改性为钢基复合材料,也是节能环保的新材料。在高温,高压及强腐蚀介质的工作环境下,有着极好的防腐性能。十年的实践和应用证明,“钢基热熔浸铝”是钢材及钢制品最有效的防腐蚀方法。“钢基热熔浸铝”钢材包括板材、管材、线材、型材及适合热熔浸铝防腐的设备等。这种复合材料是指钢基体表面的复合层,其中包括基层——离钢基体最近的铁铝合金层;中层——纯铝层;外层——三氧化二铝氧化膜。铁铝合金层是极硬的和高熔点的金属间化合物,具有极好的耐高温氧化性和耐磨性。纯铝层有优良的耐蚀性及一定的装饰性,所以,用钢材热熔浸铝技术生产的产品——热熔浸铝钢材,是具有钢基体的机械强度,铝的耐蚀性、铝铁合金的耐高温氧化性和耐磨性的高效钢材。因为热熔浸铝钢材具有许多特殊的性能,因此被广泛应用于石油、化工、冶金、机械、建筑、交通、轻工、船舶、电力、汽车、海洋工程及高速公路工程等各个领域。

热熔浸铝钢材的金相组织特点

热熔浸铝钢材使铁和铝之间达到原子之间的结合,靠金属键紧密地结合在一起,正如显镜下所显示,从外到内以三氧化二铝氧化膜、纯铝层、铁铝合金层的顺序形成了复合层。 若是碳素钢,则复合层以带状组织与母材密接。

复合层的厚度:若是碳素钢,则纯铝层为0.04-0.07MM,铁铝合金层大约为0.05MM。不过,各层的厚度会因钢材种类、碳素量以及浸铝温度和时间有所不同。

若母材是合金钢,则复合层与上述有所差别。

热熔浸铝的性能:

耐蚀性机理:

浸铝钢材的耐蚀性是通过三氧化二铝氧化膜的稳定性和自愈性、铁铝合金层的耐蚀性等发挥出来的。

(1)耐候性

浸铝产品能在海洋潮湿地区、工业地带及硫磺温泉等腐蚀性环境下长期使用。

浸铝、镀锌钢腐蚀试验结果对比mg/cm2

试验名称

试验名称 试验条件 镀锌钢 浸铝钢
SO2试验 含16%SO2空气
硝酸试验 含20%HNO3空气 原形消失

(2)耐海水性

热熔浸铝钢材对海水有很好的防腐性,不仅在海洋环境中,就是在潮汐和波浪中也有同样效能。

浸铝钢材耐盐水的腐蚀性十分优异的,下表列出3 种钢材在3%NaCl 水溶液中的腐蚀试验结果。

3种钢在3%NaCl 水溶液中的耐蚀对比(10℃)

材料 原始得量 表面积 腐蚀量 碳钢 浸铝钢 13Cr钢

在盐水溶液中浸铝钢材的腐蚀率比13Cr 钢坯低得多,且远远小于未浸铝的碳钢。

(3)耐水性

由于铝表面生成的氧化铝钝化膜以及合金层具有防蚀性,所以浸铝产品的耐水性极强。 由于水质、PH 值、温度、流速的不同,浸铝产品防腐耐久也有一定差异。

热熔浸铝与镀锌在水中的耐腐蚀量

量度 材质 腐蚀量 腐蚀深度 热熔浸铝 镀锌

(4)耐应力腐蚀破裂

一些特种钢、碳素钢等若放在含氯化物、硫化物等的水溶液(低电阻介质)中, 会发生应力腐蚀破裂,如果对其浸铝则能加以防止。在热交换器等浸铝管使用实验上,无论是哪种热交换器,均未发生任何应力开裂现象。

(5)其他腐蚀性水溶液

热熔浸铝产品的耐腐蚀性水溶液性,耐炼化企业热交换器油水中的硫离子、氯离子及有机酸、 无机盐等有着极好的耐蚀性。

对于有机酸、硝酸、硫酸(3 <PH <7)、铵水(1%以上及20%以下),对于硫化氢水溶液、亚硫酸水溶液、尿素水、食盐水、氯化钾、氯化钙、含硫磺的温泉水等具有耐蚀性。

耐热性

(1)耐高温氧化性

普通钢铁在500 摄氏度高温条件下会迅速氧化,而浸铝钢材则具有很强的高温耐氧化性和耐高温硫和SO2腐蚀。这是由于铝表面致密的氧化膜防止了氧气的扩散,另外铁铝合金层本身(如下反应式所述),也具很强的耐热性。

(铝的选择氧化可以阻止铁的氧化)

几种钢材耐热性能试验 气化增量

加热条件 氧化增量 材质 原材料 碳钢 锻钢 普通铸钢

(2)耐渗、脱碳性

浸铝钢材表面的复合层能抑制碳的侵入和扩散。另外,在高温还原性气体环境下也能防止母材(钢铁)脱炭。

热熔浸铝钢材的焊接:

浸铝钢材需焊接时,可用浸铝钢专用焊条(A312SL),其焊接部位的耐腐蚀性能与浸铝钢材的性能相同。焊接时,铝层高温扩散渗透,母材同样受到保护。

注意事项:

1 )和其他金属的接触腐蚀(电化学腐蚀)各种金属在电解质溶液中(淡水、海水)都存在各自的电位。由于电位差,相互接触的不同金属会形成电池,造成电化学腐蚀。热熔浸铝钢材在使用中也应注意这种影响。

2)做为耐热用,在500 摄氏度条件以上长期使用的话便会剥离。应事先在850 摄氏度左右温度加热1-2 小时进行扩散处理,使表面纯铝层向基体扩散渗全部形成Fe-Al合金层。

3)由于浸铝产品的合金层很硬,延展性小,加工时应注意避免弯曲半径过小。

4)浸铝后的钢材尺寸精度有所改变,因此螺栓、螺母等接合部位需有余量。

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