含NiCr热喷涂涂层材料抗高温腐蚀性能对比研究

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1、内蒙古电力技术INNERMONG0LIAELECTRICPOWER332010年第28卷第S2期含NiCr热喷涂涂层材料抗高温腐蚀性能对比研究ComparisonResearehtoHighTemperatureCorrosionResistancePerformanceofHotSprayCoatingContainingNiCrElement刘晓明。董俊慧，徐润生，吴子晨，高云鹏(1．内蒙-b-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；3．内蒙古东部电力有限公司，内蒙古呼和浩特010

2、000)f关键词JNiCr；热喷涂材料；热腐蚀；抗高温腐蚀性能f文献标志码1B【文章编号】1008—62l8(2Ol0)S2—0033—030引言20G钢是制造火电站水冷壁的常用材料。3种喷涂材料的成分如表1所示。火电站受热面管道腐蚀是一个影响火电站安全表1喷涂材料的化学成分稳定运行的技术和经济难题，而热喷涂技术在锅炉涂层材料成分NiCr～Cr3C2Ni—Cr：75％，Cr3C2：25％受热面管道的防腐蚀治理方面表现较为突出。NiCrNi60BCr：17．0％，B：3，5％，Si：4．O％，C：1．O％，Fe：12％，Ni：余量系列涂层

3、是火电站受热面管道治理最常用的系列涂Cr19Ni9Cr：19％．C：O．o(；％，si：O．06％．Mn：2．5％，Ni：9％，Fe：余量层，其中具有代表性的涂层有以下3种：具有优良抗磨损、耐腐蚀性能的NiCr—Cr3C涂层；具有结合强度1．2试验方法高、耐腐蚀性能好的Ni60B涂层；价格低廉、耐腐蚀高速火焰喷涂设备选用长诚热喷涂技术有限公性能较好的Crl9Ni9涂层。司研制的CD一5000高速火焰喷涂系统。在工程实际应用中，经常需对上述3种NiCr喷(1)将20G钢试样加工成尺寸为25mmx涂材料进行选择。因此。有必要对上述喷涂材料在

4、同16minx5mm，再用250m的砂粒，45。角度、200一试验条件下进行腐蚀性能对比研究。本文根据生mm距离进行表面喷砂处理。产实际，对NiCr—Cr3C2、Ni60B及Crl9Ni93种包含(2)在基体上进行高速火焰涂。喷涂参数为：氧NiCr的热喷涂材料进行650oC的腐蚀性能对比研气压力0．8MPa，乙炔压力1．1MPa，空气压力0．4究，优选出最适合现场需要的涂层材料，为解决工程MPa。喷涂距离300mm，涂层厚度约为0．4mm。实际问题提供理论及技术指导。(3)对涂层抗热腐蚀试验采用涂盐增重法。为模拟实际运行中锅炉受热面管道

5、表面沉积盐的成l试验材料及方法分，采用摩尔比为7：3的Na2SO4+K2SO饱和水溶液刷涂于试样表面。将试样表面刷涂均匀盐膜后，放置1．1试验材料在KSY一12—16型箱式电炉内加热到(650+_5)℃，电【收稿13期】2010—06—13[作者简介】刘晓明(1978一)，男，内蒙古人，硕士，工程师，从事焊接及表面技术的研究与应用工作2010年第28卷第S2期内蒙古电力技术35∞踯∞∞∞如加m0∞∞蚰∞蚰∞加m0舳∞柏加∞舳∞加0形成氧化膜，所以随含铬量的提高，Cr20氧化膜会越厚。上述3种含NiCr涂层的抗腐蚀性能正是按照Cr质量分数

6、由高到低而呈现由相对较强到相对较憩弱的特点。鹫(1)NiCr—CrC2是镍基合金。NiCr—Cr3C2合金中浆Cr的质量分数远大于20％，因此，表现出最佳的抗腐蚀性。除此之外，涂层还有尖晶石型复合氧化物NiO．Cr20。这是一种结构非常致密的稳定的氧化衍射角，(。)膜，有很好的耐蚀性。aNiCr—Cr3C2涂层(2)Ni60B与Crl9Ni9是Fe—Cr合金。在Fe—Cr合金中。Cr质量分数在1％～5％时，合金表面不能形成完整的Cr20膜，相当于FeO膜中固溶了高价铬憾骥离子：Cr质量分数在5％～15％时，表面生成完整但彗不致密的氧化膜

7、；当合金中Cr含量达20％以上时，船在高温条件下能形成完整的、致密的保护膜。3结论及建议衍射角／(。)bNi6oB涂层在含NiCr的抗腐蚀涂层中，Cr元素对抗腐蚀的作用显著高于Ni元素的作用，当Cr元素质量分【C】数足够高时，能够在涂层表面形成相对致密的Cr0憩薄膜，阻止腐蚀的进一步深人，达到涂层防腐蚀的效磐舞果。】妇在本试验条件下，NiCr—Cr3C涂层的抗蚀能力瓜I』j凡一．、．最好，优先推荐NiCr—Cr3C：涂层作为治理火电站受203O40506O708090loo】1O12O热面管道腐蚀问题的首选涂层。Ni60B抗腐蚀性能衍射

8、角／(。)相对较弱，推荐其仅作为打底层，用Crl9Ni9制作梯cCrl9Ni9涂层度涂层，用于锅炉受热面磨损较轻的部位防腐。圈3热腐蚀后各涂层表面XRD衍射图【参考文献】[1】徐滨士，朱绍华．表面工程的理论