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金属腐蚀现象是一个困扰全世界的难题,每年因腐蚀而消耗的成本十分高昂。热浸渗铝防腐法是一种操作简便,成本较小,且具备突出的耐腐蚀和抗高温氧化特性的方法,因而被多个领域所使用。但由于渗铝工艺的差异,渗铝材料的质量会存在较大的区别。本文重点从优化工艺参数出发,提升了热浸渗铝的耐腐蚀性能。同时还对焊接在渗层的耐腐性的影响进行了研究。本文分析了渗铝的种类、质量特性以及工艺,确定了热浸渗铝实验的工艺流程,分析了渗铝工艺中对渗层厚度可能产生影响的因素,其中本文主要优化的工艺参数为热浸温度,热浸时间,扩散温度以及扩散时间。将每种工艺参数划分为5个水平并按照正交实验的原理进行了 25组实验。经过极差分析,确定了各个因素对渗层的影响水平,并获得一组实验室尺度下的初步优解(在760℃的温度下,热浸10min,在940℃的温度下,保温扩散3小时)。同时,通过热腐蚀实验,获取了各试样的热腐蚀速率,发现渗层厚度与抗热腐蚀性之间的存在较强的正相关,渗铝材料的热腐蚀速率比原材料减小了 20%。因为实验中各参数的水平数有限,极差分析得到的优解未必为最优的工艺参数。所以,本文构建了渗铝工艺参数的PSO-神经网络模型进一步寻优。模型的输入参数为热浸温度、热浸时间、扩散温度和扩散时间,输出为渗层厚度,网络训练的均方差为0.00011。经过100次的迭代寻优后,最终确定在766℃的温度下,热浸9.6min,在833℃的温度下,保温扩散3.16小时,此时的渗层厚度为159μm,该解要优于初步优解的预测输出值,说明了 PSO-神经网络模型用于工艺参数寻优的优越性。此外,本文通过浸泡腐蚀实验研究了焊接对热浸渗铝管道渗层的耐腐蚀性能的影响。采取单面焊双面成形法将两段渗铝管道接合,针对靠近焊接处和非焊接处的渗层进行对比实验,结果发现,经过焊接后,靠近焊接处的渗铝材料的浸泡腐蚀速率比非焊接处降低了 9.3%。因此可推断这种热浸渗铝管道在采取单面焊双面成形法处理时,靠近焊接处的渗层的耐腐蚀性不会被破坏。本文为热浸渗铝工艺参数的优化提供了一种快速可行的方法,并且验证了采用单面焊双面成形法对热浸渗铝管道进行焊接不会破坏渗层的耐腐蚀性。该论文共有图29幅,表16个,参考文献75篇。