本发明专利技术提供了一种耐熔锌腐蚀的金属间化合物－Ｔｉ－Ａｌ－Ｎｂ合金，属于金属间化合物技术领域。该金属间化合物成分范围为：Ａｌ：４０～６０％，Ｎｂ：５～２０％，Ｗ：０．１－２％，Ｂ：０．０５－２％，Ｙ：０．０５－２％，余量为Ｔｉ，均为原子百分比；本发明专利技术的优点在于：在锌液中表现出超强的耐腐蚀性，高铌钛铝基合金在锌液中的腐蚀分为两个阶段：第一阶段所需时间长，不发生腐蚀；第二阶段腐蚀急剧发生，经历时间短。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于金属间化合物
，特别是提供了一种耐熔锌腐蚀的金属间化合物-Ti-Al-Nb合金。涉及一种具有优良的耐熔锌腐蚀性能的新型高铌钛铝基合金。用于热浸镀锌锌锅中的各种零部件，如沉没棍、稳定棍、导向辊、炉鼻和轴承等。
技术介绍
熔融态的锌具有低的粘度和低的表面张力，它可以容易地渗透到具有微米尺寸的微小间隙中。它对绝大部分金属都有强烈的腐蚀性(1]R.W.Richards，R.D.Jones，P.D.Clements，and H.Clarke，Metallurgy of Continuous Hot-Dip Aluminizing，The Institute ofMaterials and ASM International，1994191-212.；Office of industrial technologiesenergy efficiency and renewable energy U.S.Department Of Energy January 20021-2.；Galvanizing for Corrosion Protection A Pacifier’s Guide AMERICANGALVANIZERS ASSOCIATION.2000.4-10)。一般的钢带连续热镀锌线的维修周期平均两个星期M.S.Brunnock，R.D.Jones，G.A.Jenkins，D.T.Llewellyn，“Investigation of theInteractions Between Liquid Zinc and Stainless Steels for Use in Continuous GalvanizingHardware，”Zinc-Based Steel Coating SystemsProduction and Performance，ed.F.E.Goodwin，The Minerals，Metals & Materials Society，199851-62.)。这是由于镀锌锅中熔融的锌使其中的滚动件产生腐蚀，表面不平，另一方面腐蚀形成的产物(Fe-Zn系金属间化合物)沉积在熔融的锌中，也会破坏镀层的表面。这种定期和不定期的停产维修造成的损失是非常严重的。若能抑制腐蚀的发生和减少腐蚀形成的产物的形成，将会降低停产时间、提高镀层质量、降低维修和更换零件的成本、节约能源和改善环境(A.R.B.Verma，W.J.van Ooij“High-temperature batch hot-dipgalvanizing.Part 1.General description of coatings formed at 560℃，”Surface andCoatings Technology 1997，89132-142.；Galvanizing for Corrosion ProtectionASpecifier’s Guide，American Galvanizers Association，2000；Hot-Dip Galvanizing forCorrosion Protection of Steel Products，American Galvanizers Association，2000；ZincCoatingsMicrostructures of Various Zinc Coatings，AMERICAN ALVANIZERSASSOCIATION，2000.)。目前热浸镀中，沉没棍的材料是不锈钢HVOF喷涂WC-12Co粉。日本钢铁公司名古屋厂现在又开发了硼化物复合粉。HVOF喷涂WC-17Co+硼化物(WB，MoB2)复合粉。WC是耐磨粉，Co(5％-15％)增大涂层的结合力和致密性，Cr与Co形成固容体。硼化物对液锌有抗腐蚀性。但实际使用寿命超不过20天(The Design ofProducts to be Hot-Dip Galvanized After Fabrication，AMERICAN ALVANIZERSASSOCIATION，2000)。具有陶瓷涂层的元件已有报导，该涂层包括碳化物或硼化物的金属合金或混合物。具有WC-Co组合物构成的热喷陶瓷涂层元件，具有由金属和金属硼化物或金属碳化物构成的热喷陶瓷涂层元件，以及具有由钴和硼化物或碳化物构成的热熔敷层的元件(日本专利JP 2001271151；日本专利JP2000144358)。在这些涂层中，诸如钴的金属成分、硼化物和碳化物是基本上良好的抗腐蚀涂层，但是它们不能在熔态锌中有效地工作。J.C伍德等研制的耐熔锌腐蚀合金。是一种由3-9wt％的硼和余量钼组成的合金，采用MoB作为原料粉末在弱氧化气氛中通过爆炸和气体火焰喷涂工艺来涂敷，或者采用提供Mo-B合金作为原料粉末通过等离子体喷涂工艺来涂敷(中国专利技术专利CN 1083122A.)。曹晓明等研制的耐熔锌腐蚀内加热器。是经稀土改性的Fe-B-Mo-W铁基耐液锌腐蚀材料。所采用的工艺是通过固体硼—稀土元素共渗的方法，将硼原子渗入普通碳钢表面；或者采用粉末冶金法，在普通碳钢管上压型后烧结(中国专利技术专利CN 1200894A)。综上所述，研究者们所进行的工作主要是采用热喷涂或其他工艺对基体材料进行表面处理。这些方法的缺点是工艺复杂、原料成本高、周期长，而且很难保证涂层的质量。涂层一旦被破坏，液锌就迅速使基体发生腐蚀，其破坏是突然的。而对于高铌钛铝基合金耐锌液腐蚀的研究，目前国内外还没有报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种耐熔锌腐蚀的金属间化合物-Ti-Al-Nb合金，该合金具有良好的耐腐蚀性和耐磨性，可被浸渍于熔态锌中或与之接触，以防止锌液对锌锅中各部件的腐蚀，延长他们的使用寿命，提高生产效率，节约能源。本专利技术的成分范围为Al40～60％，，Nb5～20％，W0.1-2％，B0.05-2％，Y0.05-2％，余量为Ti；均为原子百分比。在试验中，线切割后的高铌钛铝基合金片状试样，经超声波清洗后，未经过其他任何处理，在锌液(含铝约0.2％重量百分比，450℃)中表现出超强的耐腐蚀性。高铌钛铝基合金在锌液中的腐蚀分为两个阶段第一阶段为孕育期，约65-70天，孕育期内不发生腐蚀；第二阶段为腐蚀期，腐蚀迅速发生，腐蚀速度约0.3mm/天。(4)当腐蚀开始发生后，锌液对高铌钛铝基合金的腐蚀表现为溶解腐蚀机制。专利技术效果(1)高铌钛铝基合金在锌液中表现出超强的耐腐蚀性。(2)高铌钛铝基合金在锌液的腐蚀分为两个阶段第一阶段所需时间长，不发生腐蚀；第二阶段腐蚀急剧发生，经历时间短。(3)在试验中，尽管铸态的高铌钛铝基合金的组织、成分都不均匀，而且还有很多孔洞，但是都不影响其耐腐蚀性。附图说明图1为本专利技术静态腐蚀设备示意图。其中，板状样品1、加热器2、炉壁3、锌液4、坩锅5。图2为铸态高铌钛铝合金组织形貌。图3为未腐蚀高铌钛铝基合金试样表面形貌。图4为腐蚀60天高铌钛铝基合金试样表面形貌。图5为腐蚀65天高铌钛铝基合金试样表面形貌。图6为腐蚀68天高铌钛铝基合金试样表面形貌。图7为高铌钛铝基合金试样在锌液中浸泡60天后的横截面照片。图8为高本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种耐熔锌腐蚀的金属间化合物－Ｔｉ－Ａｌ－Ｎｂ合金，其特征在于：成分范围为：Ａｌ：４０～６０％，Ｎｂ：５～２０％，Ｗ：０．１－２％，Ｂ：０．０５－２％，Ｙ：０．０５－２％，余量为Ｔｉ，均为原子百分比。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：林均品，王文俊，王艳丽，张勇，林志，陈国良，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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