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1、太原理工大学硕士研究生学位论文Q235钢在熔融冰晶石中腐蚀行为研究摘要Q235钢是一种在工业生产中最普遍的低碳钢之一，广泛地应用于化工、冶金、建筑、机械等领域。在电解铝行业中，Q235以其低廉的价格、优异的焊接性能、易于获取等特点，成为电解铝电解槽、打壳锤头、特殊工具等的首选材料。在电解槽中，工作环境温度大约100℃~500℃，熔融冰晶石电解质温度高达950℃，Q235容易受到高温冰晶石的腐蚀，从而使Q235材质的工作失效，降低并且制约了其服役寿命。当今对于Q235的腐蚀机理已经做了大量的研究，但是在电解铝行业
2、中，对在电解铝槽环境中Q235钢的腐蚀机理研究的很少。目前，电解铝行业产能严重过剩，研究冰晶石对Q235的腐蚀机理对于电解铝行业有着很重要的意义。可以为电解铝行业材料的选择、降低成本、提升铝液质量、减轻劳动强度作参考。本文通过对Q235钢进行预氧化处理，在Q235表面生成一层耐熔融冰晶石腐蚀的氧化层，提高Q235钢耐高温腐蚀性能。应用XRD、SEM、EDS对氧化层的物相组织、形貌特征及化学成分进行测试分析，并从热力学、动力学方面详细的研究其预氧化Q235钢氧化层耐腐蚀性能，得出结论如I太原理工大学硕士研究生学位
3、论文下：(1)Q235钢经550℃保温30分钟后，表面生成氧化层仅由Fe3O4和Fe2O3组成，不生成FeO。其氧化层的结构由外向内依次为Fe2O3、Fe3O4，Fe2O3氧化层虽致密，但厚度较薄，与基体连接性能不好，易脱落。Fe3O4厚度均匀、分布规则、连续致密且与基体连接良好不易脱落。(2)Q235钢容易与高温熔融冰晶石粘结，随着保温时间的延长，冰晶石粘着与钢表面厚度增加，且不易剥离，而经550℃预氧化处理Q235，很少粘电解质。(3)经550℃预氧化处理Q235钢，随着保温时间的延长其表层的Fe2O3溶解
4、于冰晶石中，Fe3O4具有反尖晶石结构，由于其属于立方晶系，具有出色的热稳定性。(4)Q235钢与预氧化Q235钢在熔融冰晶石中保温3小时后，Q235裸钢的腐蚀失重率大于经550℃预氧化处理过的Q235钢。经热力学分析，Q235裸钢在熔融冰晶石中，Fe会与冰晶石中的AlF3结合氧气生成氟化盐FeF3，熔点低，在1000℃易挥发，促进了化学反应4Fe+4AlF+3O=4FeF+2AlO向右进行，使得Q235裸钢在熔融冰32323晶石中连续不断被腐蚀。(5)预氧化Q235钢表面生成的Fe3O4氧化膜对Q235钢在熔
5、融冰晶石环境下的热腐蚀有一定的保护作用，可以降低腐蚀速率，减轻熔盐对基体的破坏并维持氧化膜的完整性。该方法可以为Q235钢在电解铝行业的应用提供一种经济、易行的方法。关键字：电解铝，低碳钢，预氧化，热腐蚀，冰晶石太原理工大学硕士研究生学位论文THERESEARCHOFCORROSIONBEHAVIOROFQ235STEELINMOLTENCRYOLITEELECTROLYTEABSTRACTQ235steelisoneofthemostcommonlowcarbonsteelinindustrialproduc
6、tion,widelyusedinchemicalindustry,metallurgy,construction,machinery,etc.Intheelectrolyticaluminiumindustry,Q235,withitslowprices,excellentweldingperformanceandeasytoget,becomealuminiumelectrolyticcell,crusthammerhead,thefirstchoiceofmaterialssuchasspecialtoo
7、ls.Inelectrolyticcell,theworkingenvironmenttemperatureabout100℃℃~500,themoltencryoliteelectrolytetemperatureashighas950℃,Q235susceptibletohightemperaturecorrosionofcryolite,soastomakethematerialofQ235workfailure,reducetherestrainitsservicelife.Atpresenttheco
8、rrosionmechanismofQ235hasdonealotofresearch,butintheelectrolyticaluminiumindustryofthecorrosionmechanismofQ235steelintheelectrolyticaluminiumtroughenvironmentresearchisveryfew.Atpresent,theelect
