高铝Fe-Mn基合金热氧化表面改性层的腐蚀行为

2021-12-13刘昊一朱雪梅王新建张彦生

大连交通大学学报 2021年6期

关键词：改性

刘昊一,朱雪梅,王新建,张彦生

(大连交通大学材料科学与工程学院，辽宁大连 116028)

热氧化表面处理技术是通过调变合金自身所含元素在表层的浓度、分布、组成而形成防护层，它对化学成分具有某些特性的合金，如Fe-Mn-Al或Fe-Mn-Al-Cr系合金不失为一种工艺适用性强的表面改性技术[1-3].金属元素Al，Mn的氧化能力大于Cr、Fe[4]，Fe-Mn-Al系合金在高于600℃温度长时间氧化后，由于合金表面优先形成的无定形结构铝酸盐MnAl2O4层与Mn存在一定的协同作用，导致基体/氧化物界面的低耐蚀性元素Mn贫乏，转变为高耐蚀性元素Fe或Cr富集的铁素体层，这种贫Mn层可提高Fe-Mn-Al系合金在水溶液中的耐蚀性能[1-3].但是，文献[1-3,5-10]中报道的Fe-Mn-Al合金氧化层中均发现有Fe或Cr的氧化物Fe2O3或Cr2O3出现，这可能是由于合金中的Al含量(≤ 5%)较低，合金表面没有形成连续的MnAl2O4层，在氧化过程中并非就只有Mn元素的选择性氧化，Fe或Cr也参与了少部分氧化，这样会造成贫Mn层中耐蚀性元素的减少，降低了热氧化表面改性层的耐蚀效果.本文在800 ℃空气中对Al含量高达9 %的Fe30Mn9Al奥氏体合金循环氧化160 h，并采用X 射线衍射(XRD)和电子探针显微分析( EPMA)技术，及稳态阳极极化和暂态交流阻抗测量技术，研究了高铝Fe-Mn基合金热氧化诱发贫Mn层的形成规律及对耐蚀性能的影响.