低碳合金钢高温防护涂料的制备及防护机理研究

• 作 者: 梁文
• 机 构: 中国地质大学(武汉)
• 出 处: 中国地质大学(武汉)
• 发表日期: 2007年期
• 关键词: 抗氧化涂料 高温防氧化 低碳合金钢 硅溶胶 高岭土

低碳合金钢具有良好的产品性能，使得其在海洋平台用钢、航海、军事方面应有广泛。而高温氧化腐蚀剧氐碳合金钢板生产中质量损失的一个主要原因，这种氧化现象给钢材的制造和加工过程带来了许多不利的影响。如加热后钢坯表面氧化严重，轧板时除鳞困难，合金元素贫析与富集等等，使得单位钢产能耗增加，生产成本提高。严重的还会造成成品钢板质量存在安全隐患，使得机器或设备过早报废，造成巨大的经济损失。因此有必要采取必要措施，降低或防止因高温氧化而带来的质量烧损。
本论文着重于低碳合金钢扎制前的加热过程，研究降低高温氧化烧损的办法。本实验以海洋平台用钢为研究对象；采用以高岭土(Al<,2>O<,3>·2SiO<,2>·2H<,2>O)、二氧化硅(SiO<,2>)、二氧化钛(TiO<,2>)等为主要粉料，水为载体，硅溶胶(SiO<,2>·nH<,2>O)为粘接剂，同时辅以分散剂以及消泡剂等各种添加剂，使用料浆法而制得玻璃陶瓷基高温抗氧化涂料；使用刷涂法将涂料涂敷于低碳合金钢表面，在低温下使其干燥而制得高温抗氧化涂层。于600～1300℃进行有无涂层保护钢样的氧化对比试验以及1300℃下进行保温对比试验，借助电子天平、XRD、金相显微镜、电子探针能谱仪等实验测试手段，对比研究了无涂层保护钢样和有涂层保护钢样高温下氧化增重量、氧化层结构以及形貌、脱碳层厚度、微量元素贫析的差异以及涂层性能等方面的内容。
实验结果表明，在1100-1300℃下，该涂料具有良好的抗高温防氧化、防脱碳、防合金元素贫析陛能，不但没有生成熔融状氧化皮，而且有涂层保护钢样上面的氧化膜仅为无涂层保护钢样的29.1％，氧化增重量仅为无涂层保护钢样的24．8％，脱碳层厚度仅为无涂层保护钢样的32.0％，合金元素贫析层厚度也相应的减少了，有涂层保护的钢样总体防护效果高达70％；本论文同时也对氧化层形成的原因做了分析，并对涂层的防护机理进行了探讨。且钢样加热出炉后，能自动从钢样表面剥落下来，减少除鳞难度；同时该涂料涂敷好，粘结陛强，价格低廉。因此采用高温涂料涂层的方法降低钢材的高温氧化烧损具有成本低、使用简便、效果显著、不影响正常的生产工序等优点，可以带来较大的经济效益，具有广阔的应用前景。