室温脆性及难以加工成型阻碍了Fe-Al金属间化合物的实际应用,但同时也使高速电弧喷涂、激光熔覆、等离子喷涂等众多表面渗铝或镀铝工艺得以发展。然而研究表明,这些传统的表面渗镀工艺均存在各自的不足,致使获得的渗镀层存在着表面粗糙不平或与基体结合不牢等问题。为此本课题提出了利用双层辉光等离子渗金属技术在45钢表面制备Fe-Al合金层的研究。本课题研究了45钢表面双辉渗铝技术的工艺及机理,对工艺参数进行了优化,对合金层的微观组织、结构、成分分布、物相构成、硬度、结合强度、腐蚀及磨损性能等进行了研究。结果表明:采用自行设计的电极结构和优化后的工艺参数,可在45钢表面形成厚度最高达324μm的Fe-Al合金层;形成的合金层表面较平整,与基体以冶金的方式结合;合金层成分呈梯度分布,最表层Al原子浓度可达60at.%以上;合金层主要以富Fe相(FeAl、Fe3Al及α-Fe(Al))为主;合金层中,沉积层硬度较高,而扩散层内硬度较低且随扩散层深度呈梯度均匀减小。在2.0%Na2S溶液和0.05mol/L Na2SO4+0.5mol/L NaCl混合溶液这两种介质中,合金层的腐蚀速率较45钢基体降低很多,具有优良的耐腐蚀性能;高温磨损试验中随着温度的升高,合金层的摩擦系数降低,磨损量降低,抗磨性明显提高。