铁铝金属间化合物有良好的抗高温氧化、高温硫化和耐磨蚀的特点,与不锈钢相比具有低成本、低密度、高强度质量比等优点,在石油、化工、电力、航空等领域都有应用。目前已有多种工艺可以在钢材表面制备出铁铝金属间化合物涂层,其中粉末包埋渗铝因其对设备要求不高、成本低、易于操作而得到广泛采用。本文采用粉末包埋渗铝,选取Q235、Q345、20钢为基体,首先研究了渗剂成分和渗铝温度、保温时间对渗铝层质量的影响。实验结果显示,渗剂中添加石墨,能够改善渗铝层表面质量,增大渗层厚度;而渗铝层厚度随渗铝温度的升高先增大后减小,与保温时间呈抛物线关系,三种基体都基本遵循扩散规律。综合渗铝层表面质量和渗铝层厚度确定最优渗铝工艺参数为900℃、4 h,渗剂成分为15%铝粉、5%氯化铵、75%氧化铝和5%石墨。其次对渗铝层结构、元素组成、物相成分和显微硬度进行了分析表征,发现渗铝层厚度约370μm,均匀致密,不存在漏渗区域和裂纹;由外向内分别是铝化物层、过渡层和基体;铝化物层主要含Al、Fe两种元素,原子比保持在7:3左右;主要物相为Fe₂Al₅;铝化物层硬度远高于基体达到896Hv_0.1。最后选取渗铝Q235钢,通过对比试验研究了渗铝钢在高温氧化环境和不同溶液环境中的耐腐蚀性能。结果显示,在高温氧化环境中,渗铝钢100 h氧化后增重量不到2 mg/cm²,是原试样的约1/158;在氯化钠和氯化铵水溶液中,渗铝钢96 h浸渍后失重量分别为原试样的1/7和1/6。电镜及元素分析结果显示,在上述腐蚀环境下,渗铝试样表面形成了致密的氧化膜,有效的保护了基体,提高了材料的耐腐蚀性能。在硫化钠水溶液中,渗铝层中表面的铝溶解造成渗铝钢耐腐蚀性能下降。以上浸渍实验结果与电化学实验结果一致。