超音速火焰喷涂NiTi合金涂层的形状记忆效应

采用超音速火焰喷涂制备超致密NiTi合金涂层,通过后续热处理获得优化相变结构,并通过压痕法分析涂层的形状记忆效应。光学显微镜及扫描电镜对NiTi合金涂层微观结构表征显示,喷涂制备态涂层由内部岛状-链状界面叠片组成,涂层致密孔隙率约为0.82%。X射线衍射分析显示,NiTi涂层制备态为全奥氏体,经时效处理析出Ni₄Ti₃相。压痕法分析表明,在制备态及时效态涂层中均获得了一定的单程及双程形状记忆效应。X射线物相分析及差示扫描量热仪对比分析揭示,时效析出的第二相粒子显著增加形状记忆效应。     

高速电弧喷涂 Fe 基涂层的耐磨性能研究

本文通过高速电弧喷涂技术在低碳钢基体上制备Fe基涂层, 采用光学显微镜(OM)、 扫描电子显微镜(SEM)、 白光干涉仪表征涂层的微观结构以及磨痕形貌, 通过维氏硬度计、 摩擦磨损试验机检测涂层的机械性能。 研究结 果显示涂层呈典型的片层状结构, 涂层较为致密, 孔隙率为 1.75±0.22%。 硬质相元素的添加提高了涂层的微观 硬度, 涂层的硬度大约是基体的四倍。 同时, 涂层的磨损量相对基体来说降低了 78.61%, 对磨球切削基体表面 形成较深的犁沟, 而涂层因硬度较大, 形成的沟槽较浅, 并且涂层表层出现脆裂、 剥落现象, 产生大量的磨粒, 使得基体与涂层的磨损机制由粘着磨损向磨料磨损转变     

316L不锈钢的低能量激光冲击强化工艺

以316L不锈钢作为模型材料,系统研究了低能量高重频激光冲击强化工艺。建立了激光光斑覆盖率概念,对于直径d为0.4~0.8 mm 间的光斑,其饱和覆盖率在6~7之间。在此饱和覆盖率条件下,机械手移动速率v与光斑直径d的匹配关系为v=70d。最大残余压应力随着光斑直径的减小而增大,当光斑直径d为0.4 mm时获得最大残余压应力为662 MPa,残余压应力影响层深度为565 μm。激光冲击强化区域表面粗糙度未明显增加,但与未冲击区域存在一定高度台阶。在1.59 GW/cm²激光功率密度下,该台阶高度为23 μm。     

应用于垃圾焚烧炉的抗高温氯腐蚀镍基电弧涂层研究

针对垃圾焚烧锅炉管道受热面遭受的高温氯腐蚀和冲刷磨损问题,通过高速电弧喷涂在该受热面制备了镍基合金C276涂层,通过改进的高速电弧喷枪和优化工艺使涂层具备超低孔隙率,同时兼具高硬度和高结合强度等力学性能。通过金相显微镜、扫描电镜及能谱仪分析了涂层的组织结构,通过极化曲线及熔融盐模拟腐蚀试验考察了其腐蚀行为。结果表明:相对20G钢,该C276电弧涂层具有优良的抗熔融盐离子电化学性能及抗高温氯腐蚀性能。通过截面腐蚀层形貌观察及元素面分布分析,探讨了C276涂层的抗高温氯腐蚀机理。     

面向轴件应用的激光熔覆修复强化试验研究

轴件是机械设备的关键基础构件之一,由于服役环境的影响,其表面磨损、划伤和腐蚀是常见的损伤形式.通过采用激光熔覆工艺,开展了轴件修复及强化的试验研究.为给后续激光熔覆修复工程化应用奠定工艺和理论基础,针对表面缺陷去除方式,研究了梯形和弧形挖槽对覆层与基体的结合特征的影响,分析了修复后覆层与基体界面处成分及硬度的梯度分布、熔覆层与基体复合体的拉伸性能、室温及高温下的磨损行为.结果表明:激光熔覆工艺是轴件修复强化的可行技术手段.     

2种FeCr基高速电弧涂层的组织和耐磨性能对比研究

针对电站锅炉受热面管、风机等构件的耐磨应用场景，应用了不同碳及稀土元素含量的2种FeCr基涂层材料，通过高速电弧喷涂技术在基体20G钢上制备涂层。采用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、白光干涉仪系统表征涂层微观形貌及相组成，通过维氏显微硬度、拉伸结合强度、球-盘摩擦磨损试验检测涂层的力学及耐磨性能。结果表明：2种涂层微观结构均呈典型的层片状结构，由于硼、碳等硬质相元素分布于FeCr固溶体中，使得涂层的硬度远高于基体。高碳含量及稀土元素的添加使得涂层孔隙率由2.22%±0.47%降低至0.92%±0.13%,硬度从(8.05±0.53) GPa增加至(10.47±0.68) GPa,磨损质量损失降低40%。从涂层的磨损形貌来看，高硬度及低孔隙率使得磨损机制由黏着磨损转化为磨粒磨损。通过FeCr基涂层对磨损表面进行防护，可以有效解决电站锅炉部件的磨损问题，保证锅炉机组的安全稳定运行。     

真空封孔对高速电弧喷涂涂层耐腐蚀性能的影响

本文通过高速电弧喷涂技术制备 NiCr 基涂层, 采用真空法和直接刷涂法进行封孔处理, 对比研究两种封 孔工艺对涂层耐腐蚀性能的影响。 采用光学显微镜观察涂层的截面微观形貌并计算其孔隙率, 采用扫描电镜和能 谱仪检测封孔剂的浸渗深度, 通过电化学及盐雾腐蚀试验评估封孔后涂层的耐腐蚀性能。 结果表明, 真空封孔下 涂层内封孔剂平均渗透深度为 275 μm, 较直接刷涂法（平均渗透深度为 103 μm） 提高近 3 倍。 真空封孔涂层的 腐蚀电流密度比直接刷涂封孔涂层更小, 钝化区更为明显。 在盐雾腐蚀环境下, 432 h 后无锈迹出现, 而直接刷 涂封孔涂层在 96 h 后产生锈蚀点, 表明采用真空封孔技术制备的涂层具有更好的耐腐蚀性能, 为真空封孔技术 在工程应用提供试验依据。     

生物质锅炉受热面高温腐蚀分析及对策

双碳政策下, 生物质焚烧发热 / 发电逐渐成为我国能源的重要组成部分。 然而, 生物质焚烧恶劣的腐蚀环境, 对锅炉换热管受热面产生严重的减薄损伤破坏。 本文通过分析生物质锅炉的焚烧环境, 研究焚烧后飞灰、 炉渣以 及锅炉管表面腐蚀产物形貌及成分, 分析生物质焚烧环境下锅炉管的高温高氯腐蚀耦合冲刷损伤机制, 并提出锅 炉管延寿防护策略。     

面向垃圾焚烧炉应用的抗高温氯腐蚀涂层技术

焚烧是市政垃圾最为有效的处置方式。然而,垃圾焚烧气氛产生的腐蚀及磨损对锅炉安全运行存在极大的风险。采用功能涂层技术隔绝锅炉管与腐蚀气氛,从而实现对管壁的保护,是可行方案。本文对比了熔覆、耐火材料及热喷涂等防护方案,最终采用电弧喷涂制备耐氯腐蚀涂层,通过分析涂层的基本性能、锅炉内现场施工及实际焚烧环境运行等多方面,验证了采用电弧喷涂对垃圾焚烧炉管防护的可行性。     

轴类部件表面镍基合金激光熔覆 修复层力学性能研究

核电设备用轴类部件经常由于磨损或腐蚀导致性能退化,从而影响到设备和电站的安全运行。利用激光熔敷技术修复受损部件,使其达到或超过原来的服役性能要求,可为电厂节省大量维修和采购成本。针对材质为410马氏体不锈钢的电机转轴,选用镍基合金C276粉末对轴表面缺陷进行激光熔覆修复,并取样进行硬度和抗拉强度测试,以评估熔覆修复层的力学性能。结果表明,C276熔覆修复层在室温下硬度较410不锈钢提高约20%,抗拉强度提高约7%,但塑韧性有所下降。