碳钢表面共渗金属技术及应用
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根据所渗元 素 ， 金属法 又可分为单 元渗 和多元共 渗 渗 。渗入一 种元素 的称 为单 元渗 ； 同时或顺序 渗入
两种或两种 以上 的元 素 的扩 散过程 ， 达到所要 求 的
国内对钢铁构件共渗工艺方法研究不多， 共渗
工艺处 于实验 室研 究 阶段 或 只 能处 理 小尺 寸 的工
表面合 金层 ， 为 二元 或 多元共 渗 。 目前 ， 称 应用 较 多的单元 渗有 ： 渗铝 、 铬 、 钛 、 硅 、 渗 渗 渗 渗硼 等 ； 二 元共 渗 有 ： 铬 共渗 、 钛共 渗 、 硅共 渗 、 铝 铝 铝 硼铝 共 渗、 铬硼共渗 等 。多 元共渗 的研 究方法 大多数采 用 的是 固体粉 末 包 渗 法 ＿ 。根据 渗 人 金 属 的 不 同 ， ４ Ｊ
绍了铝钼共渗钢 的抗 高温硫 、 环烷酸的性能和铝钛共渗钢 的耐湿硫化 氢腐蚀的性 能 以及 两者的焊接 性 能， 阐述 了共渗钢的工业应 用情况和应 用范围。并对共渗钢 未来的推广应用作 了展 望。
关键词 ： 钼钛 铝 共渗 防 蚀 腐性 能 工 业 应 用
中图 分 类 号 ：Ｇ ５． Ｔ １６８
殛 碳 钢 表 面 共 渗 金 属 技 术 及 应 用
一 一
盛长松 李选亭 晁君瑞 刘文 亮
（ 中国石化集 团洛 阳石油化工wk.baidu.com程公 司 ， 河南 洛 阳 ４ １０ ） ７ ０３
摘要 ： 对碳钢表面共渗金属的特点和方 法及 国内外共渗金 属的研 究进展 情况作 了简要介 绍。介
成本 较高 ， 不适宜 实 现 大规 模 工 业 化 生产 ， 产 品 且
渗 金属 的方 法 按热 处理 时所 用渗 入元 素 介质
较难 推广 。有些技 术处理 的渗 层较 薄 ， 恶劣 环 对在 境下 工作 的金属构 件难 以起 到足够 的保 护作用 。 ２ ２ 国 内情 况 ．
的物理状态可分为： 固体渗、 液体渗和气体渗三种。
可 以在 同一种 材料 的表面获 得不 同的组织和性 能 ， 作者简介 ： 盛长松， 高级工程师 ， 毕业于抚顺石油学院炼油化工 使材 料表面具 有优 良的 耐高 温 氧化 、 耐磨 损 、 耐腐 机械专业 ， 一直从事石油化工设备防腐蚀 的研究和开发工作。
第６ 期
・
５ ４・
石 油 化 工腐 蚀 与 防护
面制备钛 化合物涂 层 ， 钢铁 增加 防腐蚀 性 。德 国 使 采 用钼 、 、 和硼 的多元粉 末共 渗技术 ， 钛 铬 其共 渗钢
渗 金属就是 采用 加热扩散 的方法 ， 一种或 多 使
种金属 渗入工 件表 面 ， 成表 面合 金层 ， 形 成 的 形 所
表面合 金层通 常称为 渗层或扩散 渗层 Ｊ 。 渗 金属和 电镀 、 喷镀 、 化学镀 等一样 ， 都是在 金
应 用 技 术
．
Ｃ ｏ ｉ 化ｏｅ ｔ ｎ腐 ｔｏ 与ａ ｎ 护 石ｒ ｓｏ ＆ Ｐｒ ｔ工ｏ ｅｒ ｃ ｅ 防ｕ ｔｙ 油 蚀ｈ ｍｉ ｌ ｄ ｓｒ ｏ ｒ ｎ ｃｉ ｉ Ｐ ｎ ｃ Ｉ
２ １ ０ ， ２ ０ ７ （ ６ ） ・ ５ ２ ・
一 综一
件 ， 目前技术 也未 能对共 渗过 程提 供一种 廉价有 而
效 的防止渗剂 及 构 件 氧化 的方 法 。进行 工 业 化生
产 的较少 。某磷 肥 厂 开 发 的一 种 对 铜 或铜 合 金制 的高炉风 口或 渣 口铬 、 、 或 其 合 金粉 末 多元 金 钼 钨
收 稿 日期 ：０ ０— ３—１ ； 稿 日期 ：０ ０— ９— １ ２１ ０ ５修 ２１ ０ ２ 。
属材料表 面制备 金 属层 的方 法 。渗 层 与基 材 之 间
用 于耐碳 酸 、 化镁 、 酸 钡 和 硫 酸钠 等 介 质 的防 氯 硫 腐 蚀 。 日本 为 增 加 混 凝 土 结 构 强 度 ， 少 海 水 侵 减
蚀， 在金属 构件表 面采用 铝 、 、 、 、 、 、 和 硅 钛 钼 锌 铬 锆
第２ ７卷
伊轻 等中东含硫 原油 的 中国石 化 镇海 炼 油化 工股
份有 限公 司 ８Ｍｔａ Ⅲ套常 减压 蒸馏 装置 的 多部 ／第 位挂 片 ， 试验 时 间 为 ２ ０ ０ １年 ３月 至 ２ ０ ０ ３年 ３月。 铝钼共渗 钢 、 渗铝 钢在高 温段与低 温段 的耐蚀性 能 有较大 的差异 ， 图 ４ 见 。温度 在 ２ ０ｃ ５ ｃ以上 改性材
结合 为冶金结合 ， 因此 渗金 属 比电镀 、 化学 镀 等方 法所形成 的镀层 更 牢 固 ， 易脱 落 ， 其它 镀 覆方 不 是
法难 以媲美 的 。
镍 等粉末共 渗或 渗 钼 ， 层 厚 度 为 ３～ ０ｐ 涂 ５ ． ｍ。以 上技 术共渗 剂基本 都采用 价格 较贵 的纯金 属粉末 ，
文献标识 码 ： Ａ
文章 编号 ： ０ ０５ ２ Ｌ）６ ０５ ０ １ ７— １Ｘ（ＯＯＯ － ０２— ５ ０
金属表面保护 防腐蚀 技术 在防腐 蚀领域起着 十
分重要 的作用 。随着科学技术和工业 的发展 ， 对金属 材料表面 ｌ 生能的要求越来越高 ， 原来渗人单一元素所 得的渗层 已不能完全满足要求 ， 因而国内外陆续发展
蚀等性 能 。在共 渗 技 术 中 即使 采 用 性 能优 异 的贵
重、 稀有元素 ， 也不会显著提高成本 ， 具有较高的技 术 经 济价 值 。
２ 国内外研 究共渗 技术 的概 况
２ １ 国外情 况 ．
了二种或多种元素 的共渗层 。多 元元素共渗 不但 能
充分发挥单一元素 的各 自优点 ， 弥补其缺 点 ， 而且还 可 以赋予金属材料表面以新 的更好的性能 ， 该文 主 要对包埋共渗金属技术 和应用进行探讨 。
１ 碳钢表面 共渗 金属 的特 点和方 法
前 苏联采 用铬 、 、 钼 四溴 化 锆 等 复合 物 处理 钢 铁 机械 和设备 中 的部 件 ， 以增 加 防腐 蚀 性 能 ， 长 延 使 用寿命 ， 减少脆 性 。采用 钼 、 、 钛 硅对 钢材共渗 处 理， 用于化 工或航 天器设 备 的高温 防腐 。在钢铁 表
两种或两种 以上 的元 素 的扩 散过程 ， 达到所要 求 的
国内对钢铁构件共渗工艺方法研究不多， 共渗
工艺处 于实验 室研 究 阶段 或 只 能处 理 小尺 寸 的工
表面合 金层 ， 为 二元 或 多元共 渗 。 目前 ， 称 应用 较 多的单元 渗有 ： 渗铝 、 铬 、 钛 、 硅 、 渗 渗 渗 渗硼 等 ； 二 元共 渗 有 ： 铬 共渗 、 钛共 渗 、 硅共 渗 、 铝 铝 铝 硼铝 共 渗、 铬硼共渗 等 。多 元共渗 的研 究方法 大多数采 用 的是 固体粉 末 包 渗 法 ＿ 。根据 渗 人 金 属 的 不 同 ， ４ Ｊ
绍了铝钼共渗钢 的抗 高温硫 、 环烷酸的性能和铝钛共渗钢 的耐湿硫化 氢腐蚀的性 能 以及 两者的焊接 性 能， 阐述 了共渗钢的工业应 用情况和应 用范围。并对共渗钢 未来的推广应用作 了展 望。
关键词 ： 钼钛 铝 共渗 防 蚀 腐性 能 工 业 应 用
中图 分 类 号 ：Ｇ ５． Ｔ １６８
殛 碳 钢 表 面 共 渗 金 属 技 术 及 应 用
一 一
盛长松 李选亭 晁君瑞 刘文 亮
（ 中国石化集 团洛 阳石油化工wk.baidu.com程公 司 ， 河南 洛 阳 ４ １０ ） ７ ０３
摘要 ： 对碳钢表面共渗金属的特点和方 法及 国内外共渗金 属的研 究进展 情况作 了简要介 绍。介
成本 较高 ， 不适宜 实 现 大规 模 工 业 化 生产 ， 产 品 且
渗 金属 的方 法 按热 处理 时所 用渗 入元 素 介质
较难 推广 。有些技 术处理 的渗 层较 薄 ， 恶劣 环 对在 境下 工作 的金属构 件难 以起 到足够 的保 护作用 。 ２ ２ 国 内情 况 ．
的物理状态可分为： 固体渗、 液体渗和气体渗三种。
可 以在 同一种 材料 的表面获 得不 同的组织和性 能 ， 作者简介 ： 盛长松， 高级工程师 ， 毕业于抚顺石油学院炼油化工 使材 料表面具 有优 良的 耐高 温 氧化 、 耐磨 损 、 耐腐 机械专业 ， 一直从事石油化工设备防腐蚀 的研究和开发工作。
第６ 期
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５ ４・
石 油 化 工腐 蚀 与 防护
面制备钛 化合物涂 层 ， 钢铁 增加 防腐蚀 性 。德 国 使 采 用钼 、 、 和硼 的多元粉 末共 渗技术 ， 钛 铬 其共 渗钢
渗 金属就是 采用 加热扩散 的方法 ， 一种或 多 使
种金属 渗入工 件表 面 ， 成表 面合 金层 ， 形 成 的 形 所
表面合 金层通 常称为 渗层或扩散 渗层 Ｊ 。 渗 金属和 电镀 、 喷镀 、 化学镀 等一样 ， 都是在 金
应 用 技 术
．
Ｃ ｏ ｉ 化ｏｅ ｔ ｎ腐 ｔｏ 与ａ ｎ 护 石ｒ ｓｏ ＆ Ｐｒ ｔ工ｏ ｅｒ ｃ ｅ 防ｕ ｔｙ 油 蚀ｈ ｍｉ ｌ ｄ ｓｒ ｏ ｒ ｎ ｃｉ ｉ Ｐ ｎ ｃ Ｉ
２ １ ０ ， ２ ０ ７ （ ６ ） ・ ５ ２ ・
一 综一
件 ， 目前技术 也未 能对共 渗过 程提 供一种 廉价有 而
效 的防止渗剂 及 构 件 氧化 的方 法 。进行 工 业 化生
产 的较少 。某磷 肥 厂 开 发 的一 种 对 铜 或铜 合 金制 的高炉风 口或 渣 口铬 、 、 或 其 合 金粉 末 多元 金 钼 钨
收 稿 日期 ：０ ０— ３—１ ； 稿 日期 ：０ ０— ９— １ ２１ ０ ５修 ２１ ０ ２ 。
属材料表 面制备 金 属层 的方 法 。渗 层 与基 材 之 间
用 于耐碳 酸 、 化镁 、 酸 钡 和 硫 酸钠 等 介 质 的防 氯 硫 腐 蚀 。 日本 为 增 加 混 凝 土 结 构 强 度 ， 少 海 水 侵 减
蚀， 在金属 构件表 面采用 铝 、 、 、 、 、 、 和 硅 钛 钼 锌 铬 锆
第２ ７卷
伊轻 等中东含硫 原油 的 中国石 化 镇海 炼 油化 工股
份有 限公 司 ８Ｍｔａ Ⅲ套常 减压 蒸馏 装置 的 多部 ／第 位挂 片 ， 试验 时 间 为 ２ ０ ０ １年 ３月 至 ２ ０ ０ ３年 ３月。 铝钼共渗 钢 、 渗铝 钢在高 温段与低 温段 的耐蚀性 能 有较大 的差异 ， 图 ４ 见 。温度 在 ２ ０ｃ ５ ｃ以上 改性材
结合 为冶金结合 ， 因此 渗金 属 比电镀 、 化学 镀 等方 法所形成 的镀层 更 牢 固 ， 易脱 落 ， 其它 镀 覆方 不 是
法难 以媲美 的 。
镍 等粉末共 渗或 渗 钼 ， 层 厚 度 为 ３～ ０ｐ 涂 ５ ． ｍ。以 上技 术共渗 剂基本 都采用 价格 较贵 的纯金 属粉末 ，
文献标识 码 ： Ａ
文章 编号 ： ０ ０５ ２ Ｌ）６ ０５ ０ １ ７— １Ｘ（ＯＯＯ － ０２— ５ ０
金属表面保护 防腐蚀 技术 在防腐 蚀领域起着 十
分重要 的作用 。随着科学技术和工业 的发展 ， 对金属 材料表面 ｌ 生能的要求越来越高 ， 原来渗人单一元素所 得的渗层 已不能完全满足要求 ， 因而国内外陆续发展
蚀等性 能 。在共 渗 技 术 中 即使 采 用 性 能优 异 的贵
重、 稀有元素 ， 也不会显著提高成本 ， 具有较高的技 术 经 济价 值 。
２ 国内外研 究共渗 技术 的概 况
２ １ 国外情 况 ．
了二种或多种元素 的共渗层 。多 元元素共渗 不但 能
充分发挥单一元素 的各 自优点 ， 弥补其缺 点 ， 而且还 可 以赋予金属材料表面以新 的更好的性能 ， 该文 主 要对包埋共渗金属技术 和应用进行探讨 。
１ 碳钢表面 共渗 金属 的特 点和方 法
前 苏联采 用铬 、 、 钼 四溴 化 锆 等 复合 物 处理 钢 铁 机械 和设备 中 的部 件 ， 以增 加 防腐 蚀 性 能 ， 长 延 使 用寿命 ， 减少脆 性 。采用 钼 、 、 钛 硅对 钢材共渗 处 理， 用于化 工或航 天器设 备 的高温 防腐 。在钢铁 表