Алюминированная сталь - Aluminized steel

Алюминированная сталь

Алюминированная сталь является стали это было горячий покрытый с обеих сторон алюминий -кремний сплав. Этот процесс обеспечивает надежную металлургическая облигация между стальным листом и его алюминиевым покрытием, создавая материал с уникальным сочетанием свойств, которым не обладает ни сталь, ни алюминий. Алюминированная сталь лучше противостоит коррозии[1] и сохраняет свойства основного материала стали при температуре ниже 800 ° C (1470 ° F). Например, он обычно используется для теплообменников в бытовых печах, коммерческих крышах. HVAC агрегаты, автомобильные глушители, духовки, кухонные плиты, водонагреватели, камины, горелки для барбекю и формы для выпечки. Эта сталь очень полезна для нагрева, потому что она передает тепло быстрее, чем большинство других сталей.

Характеристики определяются конкретными металлами и используемыми процессами.

Типы

Тип 1
Покрытие методом горячего окунания тонким слоем сплава алюминия и кремния, содержащего от 5% до 11% кремния, для улучшения адгезии. Он предназначен в основном для жаропрочных применений, а также для применений, в которых задействованы коррозионная стойкость и нагрев. Возможные конечные применения: глушители, печи, духовки, плиты, нагреватели, водонагреватели, камины и формы для выпечки. Алюминированная сталь может выдерживать 550 ° C (1022 ° F) практически без изменения основного материала. Но из-за содержания кремния на нем образуется черное пятно. Алюминированная сталь постепенно начала преобразовывать противни для выпечки, которые ранее делались из оцинкованной или оцинкованной стали, так как она не содержит свинца, который является ядовитым. Тип 1 также часто встречается в промышленных продуктах.
Тип 2
Горячее покрытие технически чистым алюминием. Он предназначен в основном для применений, требующих стойкости к атмосферной коррозии. Тип 2 в конечном итоге может быть изготовлен из гофрированной кровли и сайдинга, зерновых бункеров, сушильных печей и кожухов конденсаторов кондиционеров.

Характеристики

Структура алюминированной стали под а) световым микроскопом и б) растровый электронный микроскоп (SEM): 1) окислительный слой 2) алюминированный слой 3) подложка
Увеличение массы металлических образцов, время окисления: 1) без алюминизированного слоя 2) алюминизированного слоя

Основная структура алюминированной стали представляет собой тонкий слой оксида алюминия снаружи, затем интерметаллический слой, который представляет собой смесь алюминия, кремния и стали, и, наконец, стальной сердечник.[2]

И тип 1, и тип 2 демонстрируют отличные характеристики высокой отражательной способности. При температуре до 842 ° C (1548 ° F) алюминизированная сталь отражает до 80% тепла, излучаемого на нее.[3] Алюминированная сталь может сохранять свою прочность при температурах до 677 ° C (1251 ° F). Несмотря на то что нержавеющая сталь является более прочным из двух, алюминированная сталь имеет большую электростатический поверхность, и поэтому может лучше отражать тепло.

Алюминированная сталь обладает высокой устойчивостью к коррозия из-за тонких слоев алюминия и кремния, которые удерживают нижележащую сталь от окисляющий. Эти тонкие слои также препятствуют возникновению язвенной коррозии, особенно при воздействии солей, влияющих на большинство других металлов. Однако, несмотря на хорошую коррозионную стойкость алюминированной стали, если алюминиевый слой разрушен и сталь обнажена, то сталь может окисляться и возникать коррозия.

Потребление

В Северной Америке ежегодно потребляется около 700 000 тонн алюминизированной стали.[4] Некоторые из распространенных продуктов, изготовленных из алюминированной стали, включают водонагреватели, плиты, печи, обогреватели и грили.

Обработка

Алюминированная сталь может быть изготовлена ​​с использованием различных процессов, включая плакирование, горячее погружение, гальваническое покрытие, металлизация, и калорирование, но самый эффективный процесс - горячее окунание. Процесс горячего погружения начинается с очистки стали, затем помещения стали в ванну из Al-11% Si при температуре 988K и встряхивания, затем вытаскивают и сушат на воздухе.[5] Алюминий диффундирует в сталь, создавая интерметаллический слой над основным стальным слоем, но под внешним алюминиевым покрытием. Алюминиевое покрытие окислено, чтобы защитить внутреннюю сталь от коррозии и дальнейшего распространения алюминия.[6] Силикон добавляется в алюминиевую ванну, чтобы создать более тонкий слой алюминия на стали. Процесс горячего погружения дешевле и эффективнее для производства алюминированной стали, чем любой другой процесс.[7]

Использует

Автомобиль глушитель из алюминизированной стали

Алюминированная сталь была разработана для обеспечения большей прочности конструкции и высокой прочности. предел текучести в высококоррозионных средах. Он сохраняет прочность высоколегированной стали, но дешевле в производстве, чем высоколегированные стали, и поэтому является предпочтительным материалом для изготовления выхлопных систем автомобилей и мотоциклов.[7]

Покрытия Al-Si используются для защиты борсодержащая сталь когда горячее прессование.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ ""Алюминированная сталь предлагает привлекательные физические характеристики для использования в строительстве промышленных воздуховодов ». Национальная ассоциация подрядчиков по листному металлу и кондиционированию воздуха. Проверено 26 февраля 2011 г.». Архивировано из оригинал на 2011-02-20. Получено 2011-02-26.
  2. ^ Ки-Хён, Ким. Ван-Даэле, Бенни. Ван-Тенделоо, Гусфааф. и Чон-Гю, Юн. (2006). «Наблюдения за образованием интерметаллических соединений в стали с горячим алюминированием». Форум по материаловедению, 519-21 (2), 1871-75.
  3. ^ Atlas Steel - Алюминированная сталь
  4. ^ «Архивная копия». Архивировано из оригинал на 30.09.2010. Получено 2011-11-29.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (связь)
  5. ^ Раджендран, Р. Венкатасвами, С. Джайкришна, У. Говришанкар, Н. и Раджадурай, А. (2006). «Влияние параметров процесса при горячем алюминировании среднеуглеродистой стали».
  6. ^ Дэцин, Ван. и Цзыюань, Ши. (2003) «Формирование слоя Al2O3 на стали». Журнал материаловедения, 22 (14), 1003-1006.
  7. ^ а б Ван, Чаур. Дженг. Бадаруддин, Mohd .. (2010) "Зависимость высокотемпературной стойкости алюминизированной стали, подвергающейся пароводяному окислению". Технология поверхностей и покрытий, 205 (5), 1200-1205.