Q235钢表面煤矸石渗剂渗硅层的耐腐蚀性能.pdfVIP

州 馕 第48卷．第ll期．2015年11月I一5 Q235钢表面煤矸石渗剂渗硅层的耐腐蚀性能 周宇明 ，安婷婷 ，时海芳 ，李庆林 ，李 琳 (1．辽宁机电职业技术学院材料工程系，辽宁 丹东 118002； 2．辽宁工程技术大学材料科学与工程学院，辽宁 阜新 123000) [摘 要] 为提高Q235钢的耐蚀性和资源化利用煤矸石，采用粉末包埋法，以煤矸石为主渗剂，铝粉和镁粉为还 原剂，在Q235钢表面制备出厚度达100 m的渗硅层。采用金相显微镜、显微硬度计、x射线衍射仪分析了渗硅层 的组织结构及硬度；通过浸泡腐蚀试验测试了渗硅层耐酸、盐、海水、煤水腐蚀性能，并与发蓝试样进行比较。结果 表明：煤矸石渗硅层中含有Fe，Si，A1：SiFe等新相生成，并且主要 由含 si的0【相固溶体组成，渗硅层的硬度最高达 348．7HV ，为基体的2．6倍 ；渗硅层耐酸、盐、海水、煤水腐蚀性较基体分别提高了1．32，1．42，1．47，0．54倍，较 发蓝试样分别提高了1．18，1．37，1．1O，0．43倍。 [关键词] Q235钢；粉末包埋法；煤矸石；渗硅；耐蚀性 [中图分类号]TG174．445 [文献标识码]A [文章编号]1001—1560(2015)1l一0063—04 0 前 言 1 试 验 碳钢表面经渗硅处理后会生成高硅含量固溶体或 1．1 基材与渗剂 金属间化合物，可有效地提高其耐酸、盐、海水及熔融 基材为Q235钢 ，尺寸为 20mm×02 mm×3mm。 金属腐蚀能力。目前，渗硅方法有固体粉末渗硅法、盐 用砂纸打磨除去表面的氧化皮，用丙酮清洗后干燥 浴渗硅和气相渗硅法等，其中固体粉末渗硅法操作简 备用 。 便、成本低、工艺易于控制、渗层质量好，应用较多。煤 以800c=【保温 2h除去残炭的阜新煤矸石 (70— 矸石是采煤和洗煤过程中排放的固体废物，会污染环 200目)作为主渗剂，其成分 (质量分数％)为30％～ 境，其化学成分不稳定，主要含有 C及 SiO，AIO， 6O％ SiO2，15％ ～40％ A12O3，2％ ～10％ Fe2O3，1％ 一 CaO，MgO，K0等氧化物，其中SiO：和A12O3含量较高， 4％ CaO，1％ ～3％ MgO，1％ ～2％ K2O，20％ ～30％ 不同采区的煤矸石成分变化较大 ¨I2J。煤矸石中通常 C，1％ ～2％Na：0。以铝粉和镁粉为还原剂，NH4C1， 含硅、硫、铝、铁、钡、钙、钽、铀等50多种元素，当其中 NaF和CeO：为催渗剂，A10，为填充剂。渗剂配比(质 某种元素富集到具有工业利用价值就可提取利用 。 对煤矸石进行资源化利用，不仅可以减少对环境的污 量分数)：65％SiO (由煤矸石折算而来)，20％Al粉， 染，节约土地，还可以改善煤矿业的生产结构，产生更 15％Mg粉 ，外加 20％A12O3，5％NH4C1，3％NaF，2％ 大的经济效益。当前，利用铝粉、镁粉还原煤矸石中的 CeO。煤矸石本身含有一定量的A1：0，，也可作填充 二氧化硅进行渗硅的研究甚少，仅见在纯铜表面制备 剂，节约了成本。将渗剂研磨搅拌30min以上，混合均 煤矸石陶瓷涂层以提高基体的耐磨性 。本工作利用 匀后装罐。 煅烧脱碳后的煤矸石对低碳钢 Q235