Алюминизированная сталь что это такое

Непрерывные линии горячего алюминирования так же, как и при горячем цинковании полосы, делятся на три части: входную, основную технологическую и выходную. Весь агрегат расположен в двух плоскостях. Выше уровня пола расположена ванна алюминирования, ниже — входная и выходная части. Скорость прохождения полосы

200 мм/с (12 м/мин). Толщина покрытия 25 мкм. Температура алюминиевой ванны до 700° С, материал ванны — керамика. Для предупреждения загрязнения ванны железом после окислительной печи, в которой температура полосы повышается до 460—500° С, полосу охлаждают сначала воздухом, а затем водой, после чего в течение 8—10 с следует операция струйного травления в 16%-ной НCl. Остатки кислоты отжимают гуммированными валками с пневматическим прижимом, после чего полосу подвергают интенсивной струйной промывке водой из сопел, расположенных по обе стороны полосы. Операцию промывки повторяют дважды, затем следует сушка воздухом, после чего полоса поступает в печь с температурой 900 (нормализация) или 790° С (отжиг) и восстановительной атмосферой (диссоциированный аммиак), а дальше в алюминиевую ванну. После выхода из ванны полоса проходит через воздушную камеру, где охлаждается до 400° С.

Листы или полосы с покрытием Al—Si (25 мкм) применяют в тех случаях, когда требуется высокая жаростойкость и коррозионная стойкость, при высокой температуре, но они непригодны в условиях атмосферной коррозии. Их применяют для изготовления выхлопных труб автомобилей, самолетов и др. Из этого материала изготовляют также посуду для приготовления пищи, сушилки для одежды, камины, теплообогревательные приборы, водонагревающие устройства и др. Материал устойчив до 480° С без изменения внешнего вида поверхности и до 680° С без разрушающего окалинообразования; он хорошо отражает и задерживает тепло.

Покрытие Fe—Al (50 мкм) без легирующих компонентов используют для защиты от атмосферной коррозии. Из такого материала изготовляют сельскохозяйственный инвентарь и инструменты, оборудование для кондиционированного климата, стенные и кровельные панели, вентиляторы кабин грузовых автомобилей, его используют в нефтеперерабатывающей промышленности и др. Выше температуры 480° С этот материал применять не рекомендуется.

Пластичность алюминированного железа ограничена. Его можно изгибать под углом 180° вокруг оправки, равной двукратной толщине листа. При температуре выше 480° С, особенно при переменном нагреве и охлаждении рекомендуется меньший изгиб.

Главное преимущество алюминированного железа перед оцинкованным — стойкость при повышенных температурах. До температуры 470° С поверхность остается блестящей и обладает 85%-ным отражением тепла и света. При температуре 700° С алюминированное железо стоит несколько тысяч часов; кратковременно может выдерживать температуру 1000° С. Отопительные газы, содержащие серу, мало влияют на покрытие даже при высокой температуре. При быстрых изменениях температуры покрытие растрескивается.

В промышленной атмосфере горячеалюминированное железо обладает десятикратной стойкостью, в приморской— еще больше, чем горячеоцинкованное железо. При наличии несплошностей защитные свойства цинковых покрытий выше, чем алюминиевых.

Микроструктура кремнийсодержащих алюминиевых покрытий характеризуется наличием снаружи темно-серых игольчатых включений, состоящих в основном из кремния. В остальном слой представляет собой твердый раствор с мелковкрапленными железоалюминиевыми включениями. Непосредственно примыкающий к железу слой представляет собой железоалюминиевый сплав с содержанием в среднем 33,5% Fe.

В отсутствие легирующих компонентов покрытие представляет собой твердый раствор железоалюминиевых включений в алюминии, а в непосредственном контакте с основным металлом содержание железа в покрытии достигает 45%.

Рентгеноструктурное исследование тех и других покрытий показало, что они в основном представляют собой сплавы Fe—Al и в меньшей степени соединение Fe3Al. Соединения FeAl3 и Fe2Al7 не были обнаружены.

Исходя из диаграммы состояния можно ожидать, что содержание железа в FeAl3 и Fe2Al5 составляет соответственно 33,5 и 45%. Это дает основание допускать, что при низких температурах некоторые железоалюминиевые фазы находятся в неустойчивом состоянии.

Алюминирование листов применяется шире, чем давно известный способ калоризации, поскольку он позволяет получать необходимые изделия штамповкой и вытяжкой. О стойкости алюминированной стали можно судить по сопротивлению окислению(привесу кислорода на 1 см 2 поверхности). При температуре 677°С спустя 336ч привес незащищенной стали в 56 раз превышал привес алюминированной стали. При температуре до 482° С алюминированная сталь отражает примерно 80% падающих тепловых лучей. Это очень ценное свойство — летом поверхность отражает солнечные лучи, а зимой она их генерирует.

Стойкость против коррозии алюминиевого покрытия без присадок характеризуется следующими натурными испытаниями (штат Огайо): алюминиевое покрытие полностью сохранилось в течение 19 лет, в то время как горячее цинковое покрытие (

40 мкм) начало разрушаться спустя 7 лет, а через 12 лет 30% поверхности покрылось ржавчиной.

Необходимо избегать попадания влаги между алюминированными листами или трубами, так как это приводит к потускнению поверхности, а в некоторых случаях и к уменьшению коррозионной стойкости. В таких случаях поверхность рекомендуется смазывать маслом.

Хотя описанный выше метод непрерывного алюминирования по методу Сендзимира, ранее разработанный для горячего цинкования полосы, удовлетворяет большинству требований, предъявляемых к алюминированной стали, эта технология не лишена некоторых недостатков, приводящих к снижению пластичности и коррозионной стойкости. В процессе удаления жировых загрязнений на поверхности стали остается окисная пленка; после восстановления она превращается в мелкодисперсную реактивную пленку железной пыли. В процессе последующего алюминирования происходит обогащение алюминия железом и возможно образование обособленных железоалюминиевых включений. Эти включения катодны по отношению к алюминию и в соответствующей коррозионной среде могут привести к ослаблению защитного эффекта в результате реакции замещения. Это устраняется в агрегате струйного травления; помещенном после сжигания органических загрязнений перед восстановительным отжигом. Повышение качества продукции окупает расходы, связанные с дополнительной операцией, включая стоимость оборудования и обезвреживания сточных вод.

Читайте также:  Как подобрать щетки для болгарки

Алюминированная сталь отличается рядом ценных свойств, в том числе хорошей адгезией лакокрасочных покрытий (после хроматирования). В ряде случаев алюминированная сталь может заменять более дорогие жаростойкие сплавы. Механические свойства алюминированной стали при повышенной температуре значительно выше, чем алюминия. При температуре выше 470° С алюминий диффундирует в промежуточный сплав и сталь, образуя твердый раствор. В результате этого жаростойкость покрытия повышается.

Давно ничего не писал т.к. автомобиль эксплуатируется редко, но всё же есть негативные моменты в таком редком использовании автомобиля.
Всё началось с того, что в эту субботу была хорошая погода, очень захотелось покататься на машине. Ничего не предвещала беды, все работало ровно и тихо и мне захотелось немного прокатиться с ветерок т.к. дорога была пустой и в этот момент, как двигатель выкрутился до 4000 об.мин. появился басистый и звенящий звук, первое что подумал, что глушитель отпал в месте соединения с резонатором. Стал искать место, где можно будет заехать и поглядеть, пока крутился выбирая удобный заезд, надышался выхлопных газов. Убедившись, что причина в глушителе, зарулил в магазин и купил в этот раз нормальный алюминизированный глушитель фирмы TRANSMASTER и соединительный хомут (1970р.+150 р.)

Приехав в гараж и сняв глушитель, увидел пару негативных вещей: глушитель прогорел в двух местах, а именно в самой банке (вот по этому отработанные газы в пробке летели в салон) и в месте, где соединяется глушитель с резонатором, так же отвалилось одно крепление у глушителяв месте соединения резонатора и глушителя. При снятии глушителя выбежало около 2 литров воды.

Установка нового глушителя заняла не больше 5 минут, но не так всё оказалось просто, старый глушитель, прогорев в месте соединения с резонатором видимо стал люфтить и помял выходное отверстие резонатора. При установке соединительного хомута оставался небольшой зазор, при работе двигателя оттуда секло противным звонким свистом. Поначалу попытался кувалдой сжать хомут, чтобы он сильнее прижимал резонатор к кольцу, но это не дало результатов, далее подпилил слегка болгаркой выходное отверстие резонатора, и тоже не помогло, так же пытался выходное отверстие резонатора обстучать об соединительное кольцо, и это тоже не дало результата. К концу дня победить противный свист не удалось. Решил съездить в ближайший сервис, чтобы узнать, что смогут они сделать. В сервисе меня совсем огорчили, сказав, что проще и дешевле поменять резонатор, на мои идеи заклеить жаростойким герметиком мне сразу сказали, что его выдует.
Такое решение с заменой резонатора меня не устраивало, решено было спросить у опытного мастера АНДРЕЯ -> EverGrand , он меня обрадовал сказав, что герметик выдержит и устранит мой недуг, так же посоветовал купить не дорогой жаростойкий герметик красный abro (89р.).

На следующий день купил жаростойкий герметик и в гараже замазал соединительное кольцо и выходное отверстие, подождал 15-20 мин. завел машину и больше свиста я не услышал, герметик мне помог.
Откатал активно целый день свист так и не появился, жаростойкий герметик красный abro мне помог.

ИТОГ: не покупайте дешёвые глушители, ведь не зря говорят «скупой платит дважды», так и получилось в моем случае, ГЛУШИТЕЛЯ хватило меньше чем на 1 год или 11050 км. пробега. В этот раз купил качественный алюминизированный глушитель фирмы TRANSMASTER Universal, который подошел идеально:
— ни каких смещений по креплениям и изгиб трубы через балку не касается дна авто и не близко проходит к самой балке.

все крепления подвеса усилены, вероятность, что отвалится крепление маловероятно.
— гарантия 2 года.

Защитные покрытия из алюминия наносят различными способами на углеродистую и коррозионностойкую сталь, на чугунное литье, а также на медь, титан и латунь. Алюминием покрывают полосы, листы, проволоку, трубы и штучные изделия преимущественно из стали. По масштабам применения важнейшим способом является покрытие погружением малоуглеродистой стальной полосы. В последние годы этот способ получил очень широкое распространение в отдельных странах благодаря пуску современных агрегатов горячего алюминирования (объем производства 1 млн. т в год, толщина полосы 0,4— 2,0 мм, ширина до 1500 мм).

Читайте также:  Как отрезать стекло сталинит

Благодаря особым свойствам горячеалюминированных листов такой способ является ценным дополнением горячего цинкования. Очевидно, что народнохозяйственное значение горячеалюминированной стали еще не полностью выявлено.

Горячеалюминированная сталь обладает более высокой коррозионной стойкостью по сравнению с горячеоцинкованной сталью в очень многих средах (рис. 4.41), характеризуется значительно лучшей жаростойкостью и окалиностойкостью, высокой отражательной способностью при отводе тепла излучением, безвредна для человека; термически обработанные детали имеют хорошую износостойкость.

Горячеалюминированные листы применяют в строительстве, при сооружении топочных устройств, в автомобилестроении, судостроении, химическом аппаратостроении, пищевой промышленности и сельском хозяйстве. В числе наиболее распространенных изделий можно назвать: глушители для автомобильных двигателей, обшивку стен, печи, трубопроводы, теплообменники.

4.4.1. ФОРМИРОВАНИЕ СЛОЯ ПРИ ГОРЯЧЕМ АЛЮМИНИРОВАНИИ СТАЛИ

Для горячего алюминирования справедливы те же зависимости. Поэтому имеется большое сходство с процессами и агрегатами, применяемыми для горячего цинкования.

При погружении стали в жидкий алюминий на ее поверхности в результате диффузионных процессов образуются соединения железо — алюминий в твердом состоянии. Этот слой сплава может состоять из фаз, перечисленных в табл. 4.8 (см. также диаграмму состояния системы Fe — А1), рост и расположение которых зависят от температуры и времени. Преобладающей составляющей является фаза Fe2Al5, скорость роста которой довольно велика (коэффициент диффузии D для алюминия в этой фазе в диапазоне температур 630—730 °С составляет от 0,15- 10 -5 до 2,7-10 -5 см 2 /с ). Поэтому температура ванны и полосы, а также

а — с чисто алюминиевым покрытием (температура ванны на 30 °С выше точки плавления, температура полосы 750 °С, продолжительность погружения 4,5 с); б — с покрытием типа AlSi8 (А1 + 8 % Si, температура ванны на 80 °С выше температуры ликвидуса сплава AlSi8; температура полосы 650 °С; продолжительность погружения 4 с); 1 — основной металл (железо): 2 — слой сплава; 3 — верхний слой покрытия

а — с чисто алюминиевым покрытием (температура ванны на 30 °С выше точки плавления, температура полосы 750 °С, продолжительность погружения 4,5 с); б — с покрытием типа AlSi8 (А1 + 8 % Si, температура ванны на 80 °С выше температуры ликвидуса сплава AlSi8; температура полосы 650 °С; продолжительность погружения 4 с); 1 — основной металл (железо): 2 — слой сплава; 3 — верхний слой покрытия

продолжительность погружения должны соответствовать нижнему технически возможному пределу. Уменьшение толщины возникшего диффузионного слоя уже невозможно (если не считать процессов деформации, при которых слой сплава разрывается.

Верхний алюминиевый слой возникает над слоем сплава при выходе стальной полосы из жидкой ванны алюминирования. Суммарный состав этого покрытия соответствует химическому составу ванны. В зависимости от легирования ванны и наличия в ней загрязнений могут появляться различные фазы.

После извлечения из ванны слой сплава может продолжать расти в зависимости от температуры и энтальпии покрываемого предмета, а также от интенсивности охлаждения.

4.4.2. ЗАВИСИМОСТИ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ И ВРЕМЕНИ

С увеличением температуры ванны толщина слоя сплава растет по степенному закону с показателем степени т > 1, а с увеличением продолжительности

погружения — по параболическому закону в зависимости от времени.

4.4.3. ВЛИЯНИЕ ЛЕГИРУЮЩИХ ДОБАВОК В ВАННУ АЛЮМИНИРОВАНИЯ

При большинстве способов алюминирования методом погружения в алюминиевый сплав кинетика диффузии, а следовательно, химический состав, морфология и рост фаз и слоев сплава существенно зависят от легирующих добавок, введенных в ванну. При горячем алюминировании большое промышленное значение имеет кремний, который добавляют в жидкий алюминий в количестве до 10%. Этим достигается резкое уменьшение роста слоя сплава и подавляется образование слоя сплава в виде язычков. С увеличением содержания кремния до 11,6 % температура солидуса ванны алюминирования снижается. Верхний слой покрытия состоит из фаз а-А1, А1—Fe — Si и Si, а слой сплава — из фаз Fe2Al5, FeAl3 и А1—Fe—Si.

4.4.4. МЕТОДЫ АЛЮМИНИРОВАНИЯ

Горячее алюминирование осуществляется с помощью периодических и непрерывных процессов. Если проводить классификацию процессов по требуемой предварительной обработке, то можно назвать следующие способы:

с нанесением и сушкой растворов флюса;

с применением расплавленных флюсов;

с предварительной обработкой в реакционном газе;

с предварительным нанесением какого-либо металлического покрытия, например кобальта, меди, олова, цинка (данные о промышленном применении таких процессов пока отсутствуют).

Горячеалюминированную стальную полосу получают по аналогии с процессом на современных агрегатах непрерывного действия с предварительной обработкой реакционным газом и с устройством для регулирования покрытия (воздушный нож). Пассивирование поверхности алюминия может быть обеспечено последующим хроматированием.

4.4.5. СВОЙСТВА ГОРЯЧЕАЛЮМИНИРОВАННОГО СТАЛЬНОГО ЛИСТА

Свойства горячеалюминированных стальных листов зависят от состава и структуры покрытия и марки стали полосы.

Читайте также:  Как правильно прозвонить конденсатор

Слой покрытия на малоуглеродистой стальной полосе доходит до 100 мкм. Слой сплава имеет толщину до 60 мкм. Поэтому последующая обработка давлением возможна лишь в ограниченных пределах ввиду опасности отслоения покрытия. Однако коррозионная стойкость получается весьма высокой, равно как и окалиностойкость и жаростойкость, благодаря наличию проросшего слоя сплава железо — алюминий.

В ваннах алюминий — кремний (содержание кремния до 10 %, температура ванны около 680 °С, время погружения до 5 с) покрытие на малоуглеродистой стальной полосе, б) имеет толщину 25—40 мкм, а слой сплава — около 10 мкм. Ввиду меньшей толщины и твердости покрытия возможно проведение обычных операций обработки листа давлением.

Проводятся исследования с целью проверки возможности применения холодной прокатки, сопровождающейся разрушением слоя сплава, в сочетании с последующей термической обработкой, проведенной по определенному режиму для повышения пластичности горячеалюминированных листов.

Важнейшими процессами переработки горячеалюминированных стальных листов являются резка, вырубка, гибка, фальцовка, тиснение, профилирование, вытяжка и глубокая вытяжка, причем должны применяться листы из соответствующих сталей. Кроме того, возможно эмалирование. Способами соединения могут быть: соединение болтами, заклепочное, фальцовка, склеивание, сварка (точечная, рельефная, роликошовная, высокочастотная, неплавящимся вольфрамовым электродом в среде инертного газа И – плазменная).

5. осаждение покрытий из паровой фазы в вакууме

К способам нанесения покрытий из паровой фазы в вакууме относятся: катодное напыление; термическое напыление и ионное плакирование.

При катодном напылении скорость осаждения невелика. Способ применим только при нанесении покрытий на небольшую площадь в условиях периодического процесса. Ионное плакирование как сравнительно новый способ вакуумного нанесения покрытий находится пока на стадии разработки.

Важнейшим способом вакуумного нанесения покрытий является осаждение из паровой фазы в вакууме, при котором материал покрытия испаряется в вакууме и осаждается на материал подложки (имеющий гораздо более низкую температуру по сравнению с испаряемым материалом), где конденсируется и затвердевает. Материалы покрытий и подложек и возможности применения процессов осаждения из паровой фазы в вакууме (вакуумного напыления) могут быть весьма разнообразными.

Элементы, в первую очередь металлы: А1 (преобладает), Си, Ag, Cr, Ge, Se, Cd, Zn, Si, Ti, Rh, Pd, Ir, Pt, Mo, Та, W. Сплавы с учетом различного давления паров их компонентов, например Fe — Сг, Ni — Cr, Ni — Сг — Fe, латунь. Соединения, не подвергающиеся термической диссоциации, например А123, SiO, Si02, фториды, различные полимеры и т. д.

Подложки (покрываемые материалы)

Листовая продукция (полоса) и фасонные изделия из металла (в первую очередь из стали), стекла, бумаги, ткани, пластмассы и керамика (подложки с высоким собственным давлением паров подвергаются предварительной обработке).

Оптика: зеркала и светофильтры.

Электроника: конструктивные элементы контактов, селеновые выпрямители, интегральные печатные схемы, изоляционные покрытия, проводящие покрытия в нагревателях, тонкие слои в блоках памяти, фольговые конденсаторы и т. д. Стекольная промышленность: стекло с теплоотражающими покрытиями. Упаковочная промышленность: напыление покрытий на фольгу с декоративными и упаковочными целями.

Ювелирная промышленность: декоративная отделка поверхности. Металлургия: нанесение покрытий на стальную полосу.

Наиболее производительным по скорости нанесения покрытия (толщине слоя за единицу времени) и по покрываемой площади является процесс непрерывного нанесения металлического покрытия на полосу, например осаждение алюминия из паровой фазы на стальную полосу. В последнее десятилетие этот процесс находит промышленное применение. Разработка крупнопромышленных процессов напыления алюминия на стальную полосу была ускорена все более широкой заменой белой жести другими упаковочными материалами, не содержащими олова; сравнительной простотой осаждения из газовой фазы таких металлов, как алюминий и титан, которые при гальванических способах нанесения или при погружении в расплав образуют слой толщиной 0,5—15 мкм, не пригодный для использования в качестве защитного; значительно меньшим загрязнением окружающей среды при способах нанесения покрытий из паровой фазы, чем при электролитических процессах (при которых требуются большие затраты на обработку сточных вод, образующихся в значительных количествах); возможностью достижения высокой скорости осаждения, например 50 мкм/с, на установках небольшой рабочей длины; разработкой высокопроизводительных и надежных в эксплуатации электронных пушек (генераторов электронного луча) для испарения трудно испаряющихся металлов.

С начала 60-х гг. в , СССР, США, Западной Европе и Японии ведутся проектно-конструкторские работы по напылению алюминия на стальную полосу; был пущен в эксплуатацию ряд лабораторных » опытных установок.

С 1971 г. стальная полоса с алюминиевым покрытием, нанесенным из паровой фазы, изготовляется в в промышленных масштабах и применяется в металлоперерабатывающей промышленности как заменитель белой жести .

Автор: Администрация Общая оценка статьи: Опубликовано: 2011.11.03

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _