高速电弧喷涂 FeCrNiB／Cr3C2涂层的热腐蚀行为.pdf

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1、第３９卷第５期Ｖｏｌ畅３９Ｎｏ畅５２０１４年５月ＨＥＡＴＴＲＥＡＴＭＥＮＴＯＦＭＥＴＡＬＳＭａｙ２０１４高速电弧喷涂FeCrNiB／CrC涂层的热腐蚀行为32沈伟，吴玉萍，钱铃，郭文敏，陈丽艳，郭稷（河海大学力学与材料学院，江苏南京２１００９８）摘要：采用高速电弧喷涂工艺在４５钢基体上制备ＦｅＣｒＮｉＢ／Ｃｒ３Ｃ２涂层。采用光学显微镜、扫描电镜和Ｘ射线衍射等手段分析了涂层微观组织和相组成。在６５０℃下研究了涂层的涂盐热腐蚀行为，腐蚀介质选用质量比为７５∶２５的Ｎａ２ＳＯ４＋ＮａＣｌ混合盐，并与２０Ｇ钢作对比研究。结果

2、表明，涂层具有典型的层状结构特征，致密且连续，涂层的抗热腐蚀性能都要优于２０Ｇ钢。在６５０℃下涂层表面形成了Ｆｅ２Ｏ３、Ｃｒ２Ｏ３和ＦｅＣｒ２Ｏ４等致密的氧化膜，阻碍了熔盐的侵入，提高了涂层抗热腐蚀性能。关键词：高速电弧喷涂；铁基陶瓷涂层；热腐蚀中图分类号：TG174．44文献标志码：A文章编号：0254-6051（2014）05-0044-03HotcorrosionbehaviorofhighvelocityarcsprayedFeCrNiB／Cr3C2coatingＳｈｅｎＷｅｉ，ＷｕＹｕｐｉｎｇ，ＱｉａｎＬｉ

3、ｎｇ，ＧｕｏＷｅｎｍｉｎ，ＣｈｅｎＬｉｙａｎ，ＧｕｏＪｉ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭｅｃｈａｎｉｃｓａｎｄＭａｔｅｒｉａｌｓ，ＨｏｈａｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＮａｎｊｉｎｇＪｉａｎｇｓｕ２１００９８，Ｃｈｉｎａ）Abstract：ＦｅＣｒＮｉＢ／Ｃｒ３Ｃ２ｃｏａｔｉｎｇｗａｓｄｅｐｏｓｉｔｅｄｏｎ４５ｓｔｅｅｌｂｙｈｉｇｈｖｅｌｏｃｉｔｙａｒｃｓｐａｙｉｎｇ．Ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｐｈａｓｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｔｈｅｃｏａｔｉｎｇｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄｂｙｏｐｔｉｃａｌｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ，ｓｃａｎｎｉ

4、ｎｇｅｌｅｃｔｉｏｎｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ（ＳＥＭ）ａｎｄＸ-ｒａｙｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ（ＸＲＤ）．ＨｏｔｃｏｒｒｏｓｉｏｎｏｆｔｈｅｃｏａｔｉｎｇｗａｓｔｅｓｔｅｄｂｙｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆｃｏｖｅｒｉｎｇａｍｉｘｅｄｍｏｌｔｅｎｓａｌｔｏｆＮａ２ＳＯ４＋ＮａＣｌ（７５∶２５）ａｔ６５０℃，ａｎｄ２０Ｇｓｔｅｅｌａｓａｃｏｎｔｒａｓｔｍａｔｅｒｉａｌ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｃｏａｔｉｎｇｉｓｃｏｍｐａｃｔａｎｄｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｗｉｔｈａｆｅａｔｕｒｅｏｆｔｙｐｉｃａｌｌａｍｅｌｌａｒｓｔｒｕ

5、ｃｔｕｒｅ．Ｈｏｔｃｏｒｒｏｓｉｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆｔｈｅｃｏａｔｉｎｇｉｓｍｏｒｅｅｘｃｅｌｌｅｎｔｔｈａｎｔｈａｔｏｆ２０Ｇｓｔｅｅｌ．Ｔｈｅｃｏａｔｉｎｇｈａｓａｇｏｏｄｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆｈｏｔｃｏｒｒｏｓｉｏｎａｔ６５０℃ｄｕｅｔｏｔｈｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｄｅｎｓｅｏｘｉｄｅｆｉｌｍｏｆＦｅ２Ｏ３，Ｃｒ２Ｏ３ａｎｄＦｅＣｒ２Ｏ４，ｗｈｉｃｈｐｒｏｔｅｃｔｅｄｔｈｅｃｏａｔｉｎｇｆｒｏｍｍｏｌｔｅｎｓａｌｔｓ．Keywords：ｈｉｇｈｖｅｌｏｃｉｔｙａｒｃｓｐａｙｉｎｇ；Ｆｅ-ｂａｓｅｄｃｅ

6、ｒａｍｉｃｃｏａｔｉｎｇ；ｈｏｔｃｏｒｒｏｓｉｏｎ电站在燃煤过程中易于在电站锅炉管内壁上沉积研究，为铁基涂层在锅炉管道上的应用提供理论出硫酸盐和氯盐的混合盐膜，引起锅炉管道的失效，因基础。此在管壁上制备喷涂保护涂层是一个经济有效的手［１-２］１试验材料和方法段。其中高速电弧喷涂技术具有生产成本低、涂层质量稳定、设备简单且适用于现场工作等优点而广1．1试验材料［３-４］泛应用。在粉芯丝材中添加Ｃｒ３Ｃ２增强相获得的选用４３０不锈钢作为外皮材料包覆碳化铬、硼铁、［５］涂层具有优异的性能。罗来马等人研究ＦｅＭｎＣｒ／镍粉和

7、高碳铬铁等制成粉芯丝材，采用高速电弧喷涂Ｃｒ３Ｃ２涂层，结果表明Ｃｒ３Ｃ２能提高涂层的硬度，涂层工艺制备铁基陶瓷复合涂层ＦｅＣｒＮｉＢ／Ｃｒ３Ｃ２。的耐冲蚀性能明显优于２０钢。徐维普和徐滨士等基体材料选用尺寸为３０ｍｍ×１５ｍｍ×１２ｍｍ的［６-７］人研究Ｆｅ-Ａｌ／ＷＣ和Ｆｅ-Ａｌ／Ｃｒ３Ｃ２涂层，结果表明４５钢。先对基体的六面进行喷砂处理后，然后进行喷添加了Ｃｒ３Ｃ２的涂层具有更加优异的耐高温腐蚀性涂，制备ＦｅＣｒＮｉＢ／Ｃｒ３Ｃ２涂层试样，并选用２０Ｇ锅炉用能和耐磨损性能，以及良好的热震结合强度和硬度。钢作为对

8、比样。高速电弧喷涂工艺参数选定为：电压因此为了节约成本和资源，本文作者采用高速电弧３５Ｖ，电流２００Ａ，空气压力０．６５ＭＰａ，喷涂距离喷涂技术在４５钢基体上制备出ＦｅＣｒＮｉＢ／Ｃｒ３Ｃ２铁基２００ｍｍ。陶瓷复合涂层，模拟锅炉管道沉积盐层，在６５０℃下1．2试验方法研究涂层的热腐蚀行为，并与２０Ｇ锅炉用钢做对比选用箱式电阻炉进行热腐蚀试验。试