合成灰铁耐铝硅合金熔体腐蚀的试验研究开题报告

 2020-02-10 11:02

1. 研究目的与意义(文献综述)

热浸镀铝技术是目前防止钢铁材料在自然环境中腐蚀的最经济有效的防护技术之一[1]。在制备热浸镀铝钢板的工业生产中,沉没辊筒等设备由于长期与熔融金属铝液浸泡,会受到侵蚀,需要经常更换,容易导致生产效率低及成本的加大。所以对于相关设备所用材料的耐铝液腐蚀能力有了更高的要求。

液态金属的腐蚀在冶金,化学,制造业和其他领域广泛发生[2]。每年,近2%的钢材被液态金属侵蚀,导致全球损失数十亿美元[3]。它发生在许多场合,包括电解铝生产,热浸镀铝和热锻。其中,由于al或al合金的广泛应用以及al对fe的高化学亲和力,熔融铝的腐蚀引起了越来越多的关注[4]

沉没辊筒铸件的质量及使用寿命,直接影响钢板热浸镀铝生产线的质量、成本与效率,对热浸镀铝钢板的质量和生产率起着关键作用。目前沉没辊筒材料大多采用进口,不仅费用高昂,而且耐铝液腐蚀性能较差。合成灰铸铁主要由废钢增碳熔炼得到,成本较低且耐铝液腐蚀性能相对较好,所以基于成本与性能的综合考虑,本次课题沉没辊筒铸件采用合成灰铸铁材质。因此合成灰铸铁在熔融铝液中的浸蚀机理,以及如何提高铸铁耐铝液浸蚀的问题是研究的主要内容[5]。许多研究人员都是通过改变材料成分和组织来提高整体材料的腐蚀性能[6]。比如说在普通铸铁中添加硅、铬及铜,细化了组织,可以提高铸铁耐铝液腐蚀性能[7]

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2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

材料制备:确定合成灰铁的化学成分及熔炼工艺,制备合成灰铸铁试件,部分试件进行热处理以获得热处理态试件。进行一定温度的热浸泡实验,通过对浸蚀不同时间的铸态和热处理态试件的腐蚀表面形貌、界面组织形貌分析,腐蚀速率及试件的组织与性能的变化,对合成灰铁在一定温度的al-10%si熔体中的耐蚀性能进行测定.

材料表征:对灰铸铁金相试样进行金相分析,使用金相显微镜、硬度测试仪、光谱分析仪、电子探针等仪器对其组织及性能进行综合测试分析。分析影响合成灰铁耐al-10%si熔体腐蚀的因素。

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3. 研究计划与安排

第1-3周:查阅相关文献资料,完成英文翻译。明确研究内容,了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案,并完成开题报告;

第4-8周:按照研究方案,确定合成灰铸铁成分及熔炼工艺,制备试样,分析热浸前合成灰铁试件的组织和性能;

第9-12周:进行热浸试验,分析热浸后合成灰铁试件的组织和性能,测定合成灰铁在一定温度的al-10%si熔体中的耐蚀性能;

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4. 参考文献(12篇以上)

[1]李宁.铁硅金属间化合物的制备及耐铝液腐蚀、抗热震性研究[d].西安:长安大学,2006.

[2] emmerich t,schroer c,corrosion inaustenitic steels and nickel-based alloys caused by liquid tin at hightemperature[j]. corrosionscience.2017,120:171-183.

[3]zhang x m,chenw p.review on corrosion-wear resistance performance of materials in moltenaluminum and its alloys[j]. transactions of nonferrous metals society of china.2015, 25(6):1715-1731.

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