n2保护超音速电弧喷涂金属间化合物纳米复合涂层的组织结构及高温冲蚀性能

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1、摘要浙江人学博卜学位论文研究了N2保护对TiAl3和CrsC2复合材料超音速电弧喷涂层组织结构及高温冲蚀性能的影u向。研究发现，在N2保护下的电弧喷涂层比无保护时的涂层更为致密和均匀，氧化夹杂物明显减少，硬度显著提高。本实验条件下，凝片与凝片的分离，以及凝片的断裂、掀起和剥落是产生冲蚀磨损的主要原因。而氧化夹杂物明显降低凝片与凝片间的结合力，从而降低涂层抗高温冲蚀性能。氮气保护的CCWl、CCW2、CCW3电弧喷涂层的平均体积冲蚀率比兀氮气保护的分别降低33倍、2．3倍和1．0倍。研究了时效对含纳米复合材料超音速电弧喷涂层组

2、织结构及高温冲蚀性能的影响。采用含纳米粉复合粉芯丝材进行电弧喷涂时，丝材的表皮材料和芯粉材料能相互熔解和融合形成较均匀的吲溶体。研究发现：时效处理使涂层中各组成相晶格缺陷减少，应力消除，结晶度提高，同时亚稳相分解，孔洞等缺陷减少，从向显著提高涂层硬度，并使涂层中硬度分行更均匀。时效处理未明显提高DCW3涂层的抗高温冲蚀性能，但显著提高含纳米组分的DCWl、DCW2涂层的耐高温冲蚀性能，提高幅度分别为20％和29％。首次研究了N：保护对含纳米复合材料超音速电弧喷涂层组织结构及高温冲蚀性能的影响。№保护提高涂层的致密性和均匀性，

3、组织的连续性得到明显改善，涂层中氧化物显著减少。N。保护使更多的合金元素熔入Fe巾形成Fe基固溶体。透射电镜分析表明，纳米陶瓷相在基体寿H中呈较均匀的弥散分布状念。涂层中的氧化物是影响冲蚀抗力的主要因素之‘。N。保护的涂层受磨粒冲蚀时，不会出现明显的层状形式流失，所以冲蚀率显著降低。ECWl、ECW2、ECW3的氮气保护下涂层平均体积冲蚀率比无氮气保护的分别降低3．4、6．4和6．5倍。氮气保护显著减少纳米组分的烧损，改善纳米陶瓷相与基体相的结合，更充分发挥纳米组分对涂层的弥散强化作用。已获得发明专利(发明专利号：ZL200

4、410017882．9)。关键词：燃煤锅炉管道，高温冲蚀磨损，超音速电弧喷涂，粉芯丝材，N2保护组织结构，孔隙率，硬度，结合强度，内聚力，抗氧化性，叠层，凝片，Ti—A系合余，cr3c2复合材料，纳米复合涂层lI浙江人学博l二学位论文AbstractSupersonicarcspraytechnologywasusedasthemostpracticablemethodandmanufacturingequipmentofsprayingmaterial，arcspraymachine，sprayingtechnique，a

5、rcspraymaterialsandtestingapparatusforthecoatingswereinvestigatedcomprehensively,thoroughlyandinnovativelyinthispaperproceedformfeasibilityofinvestigationmethodandapplicationvalueofinvestigationachievement，accordingtOactualproblemthattherewereserioushightemperature

6、erosionphenomenonandenor／noL!seconomicallossescausedontheboilertubesofcoal—firedpowerplantsathomeandabroad．Theadvantagesofarcspraytechnologyweredevelopedandits’defectswereovercomeintheinvestigation．Thearcspraytechnology，equipment，technique，sprayingmaterialsandcoati

7、ngs’propertiesweredevelopedtOacompletelynewlevelaftertheresearch，andthenthereareverygoodactualHsevaluemadimportantscientificsignificance．Quitegoodappliedeffectandeconomicbenefitareprovedafteron—the—spotapplication．Thespecialequipmentsformanufacturingarcspraycoredwi

8、re：drawing·rollingstyleoverlappingcoredwirecoveringmachine(CWCM05)andtensionstylecoredwiredrawingmachineCWDM05)wereinvestigated，designedandmanufa