高温氧化是生产过程中钢铁质量损失的一个主要原因。在热处理过程中，钢材与炉中的O2、CO2、H2O等氧化性气体发生反应，致使工件表面发生严重的氧化腐蚀，对钢铁造成很多不利因素，如产品收率降低、单位能耗增加、钢材力学性能下降，增加生产成本。因此，需降低或防止高温氧化对钢材造成的损耗。涂层技术是解决这一问题的有效方法之一，该方法具有保护效果好、使用简单、无污染、成本低等特点。
凹凸棒土优良的理化特性、化学组成、资源丰富的特点，使其具有可以用来开发成为钢铁耐高温抗氧化涂料的潜力。
本文着重于钢材制造中的热处理过程，以碳素工具钢T10钢和碳素结构钢45#钢为研究对象，以涂层在低温下氧化还原、高温下K2O-Al2O3-SiO2体系形成熔融膜屏蔽氧化性气体原理作为涂料配方的设计原则，研究了降低高温氧化烧损的方法。以凹凸棒土为主要原料，添加Cr2O3、SiC、ZrO2等辅助纳米材料，以高模数钾水玻璃为粘合剂，采用正交试验优化出适合45#碳素结构钢和T10碳素工具钢的高温热处理防氧化涂料的最佳配方。应用氧化失重试验分析了保温时间和加热温度对涂料保护效果的影响。检查了涂层隔绝氧气的能力。用金相考查了试样的脱碳层深度。通过差热失重试验研究涂料的软化温度和熔融温度，初步分析了涂料的保护机理。
研究结果表明，该凹凸棒土涂料能够在800～1200℃的温度范围内显著降低45#碳素结构钢和T10碳素工具钢的热处理氧化损耗，且自剥落性能良好，因此该涂料能够满足碳素钢热加工的需求。涂层在800℃左右开始软化，即能在钢铁氧化加剧之前具备保护能力，在1051℃左右出现大量液相，在此高温下涂层致密性良好，说明符合熔膜屏蔽机理。

    关键词：
    凹凸棒土 熔膜屏蔽机理 高温抗氧化涂料 氧化动力学 纳米材料
    作者：
    王敏杰
    学位授予单位：
    东南大学
    授予学位：
    硕士
    学科专业：
    化学工程与技术
    导师姓名：
    周建成
    学位年度：
    2012
    语种：
    中文
    分类号：
    TQ637
    在线出版日期：
    2014年09月18日