离心shs制备陶瓷不锈钢双层内衬钢管的研究

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1、昆明理t大学硕十学位论文摘要钢管在输送物料时，容易受到物料的磨损和腐蚀。在钢管内涂敷耐磨、耐腐蚀的内衬层，如陶瓷内衬钢管，可以提高其使用寿命。为了进一步加强内衬钢管的耐腐蚀性能，本文进行陶瓷不锈钢双层内衬钢管的研究。本文首先用重力SHS实验研究了铝热反应受体系条件的影响以及铝热剂中各组元与AI反应的活性，在此基础上，进行离心SHS试验．成功制备出内径为由43mm的陶瓷不锈钢双层内衬钢管。重力SHS实验得出：在密实填充、填充密度1．39／cm，、Cr203／Cr03=0．75条件下，铝热反应较为平稳，溅射较少，Cr203转化较高：在Cr203不能完全反应的

2、体系中，不能得到含有Ti的不锈钢层；Si02与AI有一定反应，因而造成不锈钢层中si成分较高：陶瓷层中残余Cr203含量随铝的过量率增大而减小。离心SHS试验得出：取Cr203／Cr03=O．75组成，加入添加剂，可减少溅射程度；消除钢管与离心机轴差，可以避免内衬层的偏心；铝热剂中Si02在2％以下，CaF2在4％以上时，陶瓷质量较好：不锈钢层中Al残余量在铝的加入量接近化学计算量时最小。运用光学显微镜、XRD、SEM和能谱等分析了陶瓷不锈钢双层内衬钢管的组成、微观结构。不锈钢层组织为铁素体和奥氏体；Al含量越大不锈钢层容易越丌裂；陶瓷层主要为A1203

3、，不含FeAl204相。本文还研究了不锈钢层和陶瓷层的耐腐蚀性能。不锈钢层在O．5mol／LH2S04溶液中得到的极化曲线，钝化区宽度为1．190V，钝化电流低于1．25×10-4A／cm2，有一定的耐电化学腐蚀性能。全面腐蚀试验发现不锈钢层的耐腐蚀性能不低于lCrl8Ni9。陶瓷层因为不含耐腐蚀性能差的FeAl204，具有很高的耐腐蚀性能。本文使用ANSYS软件对内衬钢管进行热模拟。试算法推导出绝热温度大于2945K。通过热模拟，得出不锈钢层与钢管实现冶金结合的条件，并对试验过程的钢管熔穿问题进行了分析。关键词：离心SHS；陶瓷不锈钢双层内衬钢管；热模

4、拟昆明理：『=大学硕士学位论文AbStractThesteelpipe，whilesendingmedium，apttobewornoutandcorrodedbythemedium．Itcarlbecoatedwithwear-resisting、anti-corrosiveinteriorlining，suchastheceramic-linedsteelpipe，tOlengthentheservicelifeofthesteelpipe．InordertOstrengthenthecorrosion-resistantperformanceoft

5、helinedsteelpipe，this．papercarriesonthestudyoftheceramicandstainlesssteeldouble-layerlinedsteelpipe．ThispaperhasstudiedtheeffectofsystemconditionsonthermitereactionandthereactionactivationofeachoxidantinthethermitewithAIbygravitationalSHSexperimentsatfirst．Onthisbasis，theceramica

6、ndstainlesssteeldouble—layerlinedsteelpipeswith43mminnerradiusarefabricatedbycentrifugalSHSexperimentssuccessfully．ThegravitationalSHSexperimentsshow：packingdensely，using1．39／cm2packdensity，Cr203／Cr0320．75，thermitereactioniscomparativelysteady，lesssputtering，andCr203istransformed

7、tOCrmorehighly；ThereisnoTiexistinginthestainlesssteellayerpreparedwithasystemofCr203partlytransforrned；Si02canpartlyreactwithAIandproduceSi，causingthestainlesssteellayercontainingarelativelyhighSicontent；Cr203contentremainingintheceramiclayerdecreaseswiththeexcessivepercentageofA

8、linthermiteincreases．CentrifugalSHSexper