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高溫氧化是生產(chǎn)過程中鋼鐵質(zhì)量損失的一個(gè)主要原因。在熱處理過程中，鋼材與爐中的O2、CO2、H2O等氧化性氣體發(fā)生反應(yīng)，致使工件表面發(fā)生嚴(yán)重的氧化腐蝕，對(duì)鋼鐵造成很多不利因素，如產(chǎn)品收率降低、單位能耗增加、鋼材力學(xué)性能下降，增加生產(chǎn)成本。因此，需降低或防止高溫氧化對(duì)鋼材造成的損耗。涂層技術(shù)是解決這一問題的有效方法之一，該方法具有保護(hù)效果好、使用簡單、無污染、成本低等特點(diǎn)。
凹凸棒土優(yōu)良的理化特性、化學(xué)組成、資源豐富的特點(diǎn)，使其具有可以用來開發(fā)成為鋼鐵耐高溫抗氧化涂料的潛力。
本文著重于鋼材制造中的熱處理過程，以碳素工具鋼T10鋼和碳素結(jié)構(gòu)鋼45#鋼為研究對(duì)象，以涂層在低溫下氧化還原、高溫下K2O-Al2O3-SiO2體系形成熔融膜屏蔽氧化性氣體原理作為涂料配方的設(shè)計(jì)原則，研究了降低高溫氧化燒損的方法。以凹凸棒土為主要原料，添加Cr2O3、SiC、ZrO2等輔助納米材料，以高模數(shù)鉀水玻璃為粘合劑，采用正交試驗(yàn)優(yōu)化出適合45#碳素結(jié)構(gòu)鋼和T10碳素工具鋼的高溫?zé)崽幚矸姥趸苛系淖罴雅浞健?yīng)用氧化失重試驗(yàn)分析了保溫時(shí)間和加熱溫度對(duì)涂料保護(hù)效果的影響。檢查了涂層隔絕氧氣的能力。用金相考查了試樣的脫碳層深度。通過差熱失重試驗(yàn)研究涂料的軟化溫度和熔融溫度，初步分析了涂料的保護(hù)機(jī)理。
研究結(jié)果表明，該凹凸棒土涂料能夠在800～1200℃的溫度范圍內(nèi)顯著降低45#碳素結(jié)構(gòu)鋼和T10碳素工具鋼的熱處理氧化損耗，且自剝落性能良好，因此該涂料能夠滿足碳素鋼熱加工的需求。涂層在800℃左右開始軟化，即能在鋼鐵氧化加劇之前具備保護(hù)能力，在1051℃左右出現(xiàn)大量液相，在此高溫下涂層致密性良好，說明符合熔膜屏蔽機(jī)理。

    關(guān)鍵詞：
    凹凸棒土 熔膜屏蔽機(jī)理 高溫抗氧化涂料 氧化動(dòng)力學(xué) 納米材料
    作者：
    王敏杰
    學(xué)位授予單位：
    東南大學(xué)
    授予學(xué)位：
    碩士
    學(xué)科專業(yè)：
    化學(xué)工程與技術(shù)
    導(dǎo)師姓名：
    周建成
    學(xué)位年度：
    2012
    語種：
    中文
    分類號(hào)：
    TQ637
    在線出版日期：
    2014年09月18日