Fe-Al金属间化合物凭借其低密度、高强度和优异的抗氧化、耐腐蚀等性能，广泛应用于传统工程材料中[1,2]
近年来，有关Fe-Al 金属间化合物涂层的研究也取得了较好的进展
如马壮等[3]利用氩弧熔覆方法在Q235钢表面制备了Fe-Al和Fe-Al/Al2O3熔覆层，熔覆层的存在不仅提高了基体材料硬度，还使Q235钢的抗氧化性能提高了4倍以上
此外，廖远禄等[4]研究了碳钢热浸镀铝涂层的磨损性能，发现900℃扩散退火后涂层主要含脆性相Fe2Al5，1000℃退火后全部转化为韧性相FeAl，磨损实验结果表明镀铝钢在200~400℃具有优异耐磨性能的磨损机制为氧化轻微磨损
N. Cinca等[5]通过超音速火焰喷涂法制备了Fe-Al涂层，分析了涂层的摩擦现象及磨损机理
包埋渗铝法是一种常用的渗铝工艺，其利用原位化学气相沉积原理，通过化学反应产生的铝原子与基体接触，再进行加热、保温和扩散等步骤，使铝原子与基体材料结合，进一步形成金属间化合物渗层[6~8]
Fe-Al渗层是在钢材表面进行包埋渗铝得到的产物
如谢欢等[9]在GCr15钢表面进行包埋渗铝，通过调整不同参数，得到最佳渗铝工艺参数
S. Majumdar等[10]在SS316不锈钢表面进行包埋渗铝形成了Fe-Al渗层，并进一步分析了渗层在不同热处理温度下的物相转变规律
同时，其他学者对包埋渗铝法获得Fe-Al渗层的性能也进行了研究，如M. Huang等[11]研究了X80管线钢低温包埋渗铝后氧化得到陶瓷涂层的耐腐蚀性能，认为Fe-Al涂层提高基体耐腐蚀性能的原因在于α-Al2O3陶瓷层的形成
本文以低碳钢Q235为研究对象，通过调整渗铝温度和渗铝时间，选择特定的渗铝剂，在低碳钢表面进行粉末包埋渗铝，并对渗铝层表面物相、表面及截面形貌、成分和截面硬度进行表征，并进一步分析Fe-Al渗层形成的热、动力学条件，以揭示Fe-Al渗层的形成机制
1 实验方法1.1 样品制备
Q235低碳钢的化学成分如表1所示
采用线切割将其加工成10 mm×10 mm×2 mm的样品
AlCl3是可以实现低温渗铝最合适的催渗剂[12]，因此，包埋渗铝试验渗剂组成有催渗剂AlCl3、供铝剂Al粉和惰性添加剂Al2O3粉
试剂具体规格如表2所示
Table 1
表1
表1Q235低碳钢化学成分(质量分数, %)
Tabl
声明：
“包埋渗铝法制备Fe-Al渗层及其扩散机制” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色网
来源：李宁宁,陈旸,陈希,殷利迎,陈光
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2025年05月23日 ~ 25日 
