高速电弧喷涂Fe—Al／Cr3C2RE复合涂层抗高温腐蚀性能探讨

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1、内蒙古电力技术36INNERMONGOLIAELECTRICPOWER201()箜鲞笙塑高速电弧喷涂Fe—A1／Cr3C2RE复合涂层抗高温腐蚀性能探讨DiscussiontoHighTemperatureCorrosionResistancePerformanceofFe—-A1／Cr3C2RECompositeCoatingwithHighSpeedElectricArcSpraying高云鹏。刘晓明，赵晓春。孙增伟(1．内蒙古电力科学研究院，内蒙古呼和浩特010020；2．内蒙古工业大学，内蒙古呼和浩特010051)备热蚀性涂『文章编

2、号】1008—6218(2010)S2—0036—020引言复合涂层，研究其抗高温腐蚀性能。作为对比，在相同试验条件下对20钢及Fe—A1／Cr，C：复合涂层也进Fe—Al金属间化合物具有优良的抗氧化和抗硫行了试验。化性能、多种介质中的抗腐蚀性和较大的高温强度。在低于1000oC时．Fe—Al金属间化合物具有优异1试验材料与方法的抗高温氧化性能，但是当温度超过1000oC时，其抗氧化性急剧下降I”。其室温低塑性和低断裂抗力严1．1试验材料重恶化了成形工艺性能，限制了其工程应用[21。高速基体材料为正火态20钢．其化学成分和力学性电弧喷涂(H

3、ighVelocityArcSpraying，简称HVAS)能见表1、表2。喷涂材料选用自主研发的Fe—Al／运用高建电弧喷涂方法在结构材料上制备含Fe—AlCr3CRE粉芯丝材，其主要成分为Fe、A1、Cr3C和稀金属问化合物的复合涂层可以克服上述缺点。它具土氧化物CeO，作为对比的Fe—A1／Cr，C中没有添加有熔滴喷射速度高，雾化效果好，涂层的结合强度高CeO2和涂层的孔隙率低等优点l。在涂层中添加增强相表l试验用材料的各元素质量分数％Cr3C：可以显著提高涂层的耐磨损性能，添加稀土氧材质CSiMnPSNiCr化物又能进一步改善Fe—

4、AI／Cr，C复合涂层的高温20钢0．17～0．240．17～0．370．35～0．6540．035≤0．035≤0．25≤0．25性能。为了获得满足电站易损部件防腐蚀需要的复合涂层，选择Fe—AJ金属问化合物作为基质相，Cr3C作为增强相，同时添加稀土氧化物，利用高速电弧喷涂方法，在20钢基体上制备Fe—AI／Cr3C，RE【收稿日期J2010—06～22【作者简介】高云鹏(1972一)，男，内蒙古人，硕士，高级工程师，从事焊接及表面技术的研究与应用工作。2⋯()年第28卷第S2期内蒙古电力技术371．2试验方法高速电弧喷涂设备选用DZ一

5、400高速电弧喷涂系统。(1)将20钢试样加工成尺寸为25mmxl6mmx5mm。(2)用250m的砂粒，45。角度、200mm距离进行表面喷砂处理，之后在基体上进行高速火焰涂。喷涂参数为：氧气压力0．8MPa，乙炔压力1．1MPa，空气压力0．4MPa，喷涂距离300mm，涂层厚度约为0．4mm。图lFe—A1／Cr3CRE复合涂层与基体结合处(3)涂层抗热腐蚀试验采用涂盐增重法。为模扫描照片及能谱分析拟实际运行中锅炉受热面管道表面所沉积盐的成分，采用摩尔比为7：3的Na2SO+KSO饱和水溶液2．2抗腐蚀性能刷涂于试样表面。图2为Fe—

6、A1／Cr3C：RE复合涂层在650℃时的(4)将试样表面刷涂均匀盐膜后，放置在KSY一腐蚀动力学曲线。从图2可以看出，20钢的腐蚀动12一l6型箱式电炉内加热到(650--5)，电炉未做力学曲线近似于直线，且随时间有加速上升的趋势；封闭处理，在富氧的条件下保温一定时间。90h后，20钢腐蚀增重突变加大。而Fe—A1／Cr3C复(5)用TG328A型光电分析天平称量试样腐蚀合涂层及Fe—A1／CrCRE复合涂层的腐蚀增重在腐前后的质量。称量精度达-0．1mg。蚀的开始阶段上升比较大．随着高温时间的增加趋(6)进行热腐蚀试验。试样在保温预定时

7、间后于平缓，与20钢的曲线相比始终处于下方，表明取出，冷却后称重，然后再涂盐、烘干、称重，反复数Fe—A1／Cr，C：RE复合涂层及Fe—A1／CrC复合涂层的次。腐蚀增重的数据按公式(1)进行计算，由此定量抗高温腐蚀性能明显高于基体20钢，2种复合涂层地评定涂层的腐蚀速度。均能够起到提高基体抗腐蚀性能的效果。其中Fe—△=[(+z一)／A卜[(M一)／A]x0．6，(1)A1／Cr3C：RE复合涂层的腐蚀动力学曲线呈抛物线变式中一第次腐蚀前试件质量；化即腐蚀速率随时问趋于定值，表明其具有更好的一第i次涂盐后的质量；抗高温腐蚀性能。收一第i

8、次腐蚀后质量；4一试件总表面积：0．6一扣除盐膜结晶水的系数。(7)使用带有EDAX的PhilipsQuant200型扫描电子显微镜(SEM)对涂层腐蚀产物进行形貌、成商分分析。