材料研究学报

作者：陈继弘, 王永利, 熊良银, 宋立新

单位：1 沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 1101422 中国科学院金属研究所 中国科学院核用材料与安全评价重点实验室 沈阳 1100163 中国科学院金属研究所 师昌绪先进材料创新中心 沈阳 110016

关键词：材料表面与界面,Fe-Al涂层,粉末包埋法,316L钢,形核效能,管内壁涂层

基金：中核集团领创科研项目

用粉末包埋法在316L不锈钢样品和钢管内表面制备Fe-Al涂层，使用扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)和X射线衍射仪(XRD)等手段表征其组织形貌、成分分布和物相组成并比较316L不锈钢平面涂层和管内壁涂层生长的差异，研究了渗铝剂配比、渗铝温度和渗铝时间对其组织结构和物相成分的影响。结果表明，在700~800℃保温渗铝6 h、Fe-Al粉质量分数为75%的涂层其生长效率最高，制备出的涂层均匀平整，致密性良好。在此温度区间，渗铝温度对涂层的物相组成影响不大。这种Fe-Al涂层具有双层结构，外层富铝层主要由FeAl韧性相组成，内层元素扩散层由Fe3Al相组成。随着渗铝时间的增加元素扩散增强，使涂层表面的致密性提高并在富Al层与扩散层界面区域出现尺寸约1~2 μm的孔洞。渗铝时间越长，孔洞数量越多。在700~800℃渗铝，在316L不锈钢管内壁制备的Fe-Al涂层与316L不锈钢基体界面结合紧密且没有孔洞。在曲面上涂层晶核的体积比在平面上的涂层小，在曲面上形核的几率高、形核更快。在渗铝工艺参数相同的条件下，在不锈钢管内壁生长的涂层厚度约为在不锈钢平面生长的涂层厚度的1.1~2.1倍。

来源：2024年第11期

《材料研究学报》期刊编辑部

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