摘要:
电弧喷涂镍基合金涂层兼具良好的抗热腐蚀性能、较为低廉的工艺成本和便利的原位施工能力,在垃圾焚烧炉、生物质焚烧炉内的过热器等部件的表面防护方面具有极大的应用潜力.在实际服役中,涂层表面生成氧化膜的物相组成与结构特征是影响其热腐蚀性能的关键因素之一.针对于此,本文以两种不同Cr含量的Ni基丝材为研究对象,NiCr45(Cr:43~45 wt.%)和NiCr25(Cr:22~25 wt.%),分别在常规空气雾化和高纯氮气雾化条件下制备相应涂层(NiCr45-Air、NiCr45-N2、NiCr25-Air和NiCr25-N2),并着重研究涂层在800℃、Na2SO4-10 wt.%NaCl涂盐环境下经200小时热腐蚀后,表面膜层的演化特征及转变规律.结果 表明,在不同雾化条件下均可以得到层状结构明显且致密度相似的涂层,采用氮气雾化时涂层组织更为均匀,表现在喷涂态氧化物(主要为NiCr2O4和Cr2O3)的含量显著降低.经热腐蚀测试后,涂层表面均有连续的氧化膜层生成,但其结构特征有明显差异.其中,NiCr25-Air涂层表面氧化膜以NiCr2O4和NiO相为主,也有少量Cr2O3相生成;NiCr25-N2和NiCr45-Air涂层表面氧化膜则主要由NiCr2O4和Cr2O3相构成,无明显的NiO相生成;而NiCr45-N2涂层表面氧化膜为单一的Cr2O3相.以上结果说明,喷涂态NiCr涂层中的"自由Cr"含量(主要以固溶态存在)对其热腐蚀中表面膜层的结构特征有着极为重要的影响,随着"自由Cr"含量的提高,其表面氧化膜向Cr2O3相转变的趋势增强,有利于提高涂层在类似服役环境中的抗热腐蚀稳定性,对于未来该领域材料设计及研发具有一定的指导意义.
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