等离子喷涂制备锅炉管束用非晶涂层及耐蚀性研究

采用等离子喷涂技术,在锅炉管束受热面设计制备Fe基非晶涂层,研究涂层的表面截面微观形貌,并进行腐蚀试验。结果表明:采用等离子喷涂技术在锅炉管束受热面制备的Fe基非晶涂层孔隙率较低;经盐雾试验1000 h以上无明显腐蚀特征;在353 K的1 mol/L H2SO4溶液电化学测试表现出较宽的钝化区和较高的腐蚀电位,表明该非晶涂层具有较好的耐蚀性。     

铁基非晶合金涂层在氯化钠溶液中的腐蚀行为研究

利用新型超音速火焰喷涂(AC-HVAF)技术,在304不锈钢基体上制备了Fe49.7Cr18Mn1.9Mo7.4W1.6B15.2C3.8Si2.4Fe非晶合金涂层。利用X射线衍射仪、场发射环境扫描电镜、显微维氏硬度仪、动态极化曲线、电化学阻抗谱研究了非晶合金涂层的结构、硬度、耐腐蚀性能以及电极反应动力学过程。通过与304不锈钢的对比,研究了Fe基非晶合金在中性介质下的腐蚀行为。结果表明,该Fe基非晶合金涂层具有较高的非晶含量,较均匀的组织,较高的硬度和在氯化钠溶液中较高的耐腐蚀性能。     

超音速火焰喷涂铁基非晶涂层的微观组织及性能

为增强海洋工程装备中关键部件的耐磨与抗腐蚀性能,采用超音速火焰喷涂(HVOF)技术在不锈钢基体表面喷涂Fe基非晶涂层。利用SEM、XRD和DSC等,对该涂层的微观组织、相结构及性能进行了分析。研究了喷涂中煤油流量、氧气流量、喷距对非晶涂层微观组织和性能的影响。结果表明,超音速火焰喷涂制备的铁基非晶涂层组织结构均匀致密,呈完全非晶态结构。喷涂工艺参数对涂层的显微硬度具有重要影响,在优化工艺参数下获得的显微硬度为912.1 HV0.3。不锈钢喷涂非晶涂层后耐磨性提高。     

HVAP 及 HVOF 工艺制备 WC10Co4Cr 复合涂层及其性能研究

目的对比研究超音速等离子喷涂(HVAP)技术与超音速火焰喷涂(HVOF)技术制备WC10Co4Cr涂层,并根据涂层组织形貌与电化学特性判断两种工艺的优劣。方法采用SEM及XRD分析WC10Co4Cr复合涂层的微观形貌和物相,在3.5%(质量分数)Na Cl溶液中对涂层进行电化学分析。结果 WC10Co4Cr涂层由较大的WC颗粒及粘结相组成,在喷涂过程中WC颗粒不断累积形成层片状结构,涂层有较小程度的失碳,形成了具有脆性的W2C。电化学极化测试表明,超音速等离子喷涂技术制备的涂层表现出优异的抗电化学腐蚀性能。结论超音速等离子喷涂技术制备的WC10Co4Cr涂层显微硬度为1197HV,孔隙率为0.50%,腐蚀电位为-0.3947 V,腐蚀电流密度为9.19×10-7A/cm2,腐蚀速率为1.01×10-2g/(m2·h),腐蚀深度为1.09×10-2mm/a,具有与超音速火焰喷涂涂层相似的耐腐蚀性能。     

不同Ni、Cr含量镍基涂层在模拟烟气中的热腐蚀行为

目的研究超音速喷涂不同Ni、Cr含量涂层在模拟烟气中的热腐蚀行为,比较涂层的耐蚀性能。探讨涂层在模拟环境中的腐蚀机理。方法采用超音速火焰喷涂技术,在20钢表面制备不同Ni、Cr含量的合金涂层。涂层试样涂覆75%Na_2SO_4+25%Na Cl混合盐膜,在750℃含0.15%(体积分数)SO2模拟烟气中进行腐蚀测试,获得腐蚀动力学规律。采用XRD、SEM、EDS对涂层以及高温腐蚀产物的成分、结构、形貌进行分析。结果采用超音速火焰喷涂制备的涂层结构致密,平均孔隙率为0.84%,涂层中有少量金属氧化物。腐蚀过程中,涂层试样先增重后失重,腐蚀产物为Ni O、Ni Cr2O4、Fe Cr2O4和(Fe,Cr)2O3。腐蚀产物具有双层结构,外层富Ni,内层富Cr。结论在测试条件下,Ni的质量分数为64%,Cr的质量分数为23%时,涂层具有较好的耐蚀性。     

等离子喷涂工艺对锅炉管束用Fe 基非晶涂层组织结构和耐蚀性能的影响

目的研究等离子喷涂功率和喷涂时间对锅炉管束用Fe基非晶涂层的相组成、微观组织结构及涂层耐蚀性能的影响。方法通过X射线衍射、扫描电子显微镜和三电极电化学研究进行分析。结果涂层主要由非晶相组成,表面较为平整致密;随着喷涂功率和喷涂时间的增加,涂层非晶相含量降低,孔隙率降低,致密性升高。非晶涂层在0.5mol/L H2SO4溶液和在3.5%(质量分数)NaCl溶液中均表现出良好的钝化作用,在0.5mol/L H2SO4溶液中钝化区较宽,在3.5%NaCl溶液中自腐蚀电流密度较低。随喷涂功率和时间的增加,阳极极化曲线钝化区加宽,电流密度降低。结论喷涂功率升高会导致涂层孔隙率下降,喷涂时间增加则致使涂层厚度增加,腐蚀介质渗透到基体的表面路径和阻力增加,从而可以进一步改善Fe基非晶涂层的耐蚀性能。     

超音速火焰喷涂Fe基非晶合金涂层材料的摩擦磨损性能研究

目的通过优化涂层制备工艺,制备致密的Fe基非晶合金涂层,以提高非晶合金涂层的耐磨性。方法采用活性燃烧高速燃气超音速火焰喷涂(AC-HVAF)技术,通过工艺优化,制备了组织致密的Fe基非晶合金涂层。利用场发射扫描电子显微镜、X射线衍射仪、维氏显微硬度计、摩擦磨损试验机、三维光学轮廓仪等设备,对非晶合金涂层的组织结构、摩擦性能和磨损机制进行了深入分析。结果 Fe基非晶合金涂层呈现典型的非晶结构,涂层厚度在300μm左右,涂层的平均显微硬度值高达1000HV0.1。在干摩擦试验条件下,Fe基非晶合金涂层的磨损量远低于304不锈钢材料,磨损率是304不锈钢基体的1/3~1/2。Fe基非晶合金涂层的磨损机制以疲劳磨损为主,伴随着氧化磨损。氧化磨损主要是由干摩擦过程中产生的摩擦热导致,氧化磨损加速了片层剥落。结论 Fe基非晶合金涂层孔隙率的降低和非晶相含量的提高,有利于稳定摩擦系数和改善涂层的耐磨损性能。     

Mo基合金粉末对Fe基非晶涂层耐蚀性能影响

为了进一步提高Fe基非晶涂层的抗腐蚀性能,将不同比例Mo基合金粉末加入Fe基非晶粉末中,利用等离子喷涂技术获得涂层.通过XRD分析了涂层相组成,利用电化学分析和盐雾腐蚀等手段对涂层抗腐蚀性能进行测试.结果表明:加入Mo基合金粉末后等离子喷涂形成的涂层仍为非晶涂层.随着Mo基合金粉末加入,形成的涂层具有更低的腐蚀电流密度和较高的自腐蚀电位,同时存在较宽的钝化区域.当加入量增加20%时,腐蚀电流和电位不再发生明显变化,说明适量Mo基合金粉末加入能提高Fe基非晶涂层抗腐蚀性能.     

Fe基非晶/纳米晶涂层的微结构及其在H2O2溶液中的腐蚀性能

为研究强氧化环境中,显微结构和相组成对Fe基非晶/纳米晶复合涂层的腐蚀腐蚀性能的影响,采用大气等离子喷涂(APS)技术,在1Cr18Ni9Ti不锈钢基体上喷涂制得具有不同微结构和相组成的Fe基非晶/纳米晶的复合涂层。采用XRD、SEM、TEM和DSC等检测方法对涂层的组织和相组成、晶化行为、晶化程度、内部的孔隙等微观结构进行表征。采用电化学法研究具有不同微结构和相组成的涂层在30%H₂O₂ (质量分数,下同)溶液中的腐蚀行为,探讨Fe基非晶/纳米晶复合涂层在强氧化环境中的腐蚀机理。研究表明,Mo₃Si和Fe₅Si₃相的形成使得涂层耐腐蚀性能明显降低。     

HVOF喷涂Fe-Cr基涂层中非晶与纳米晶形成的研究

采用多元Fe基合金（含Cr、Si、Mn、B等）作为喷涂粉末,用超音速火焰（HVOF）喷涂法在不锈钢基体上制备厚度约200μm的Fe-Cr基涂层.用X射线衍射、扫描电镜、透射电镜、差示扫描量热仪（DSC）对涂层的组织结构特征进行了研究.涂层由于熔融和半熔化状态的液滴的连续堆积而成层状,由Fe基非晶、纳米晶及硼化物组成,纳米晶尺寸约为10-30nm.DSC分析表明非晶的晶化温度约为605℃.非晶的形成是由于喷涂液滴快的冷却速度及合适的粉末成分;非晶由于后续熔融液滴的堆积对前涂层产生退火效应,以非均匀形核的方式分别在非晶内部和非晶与硼化物的界面形成.     

超音速火焰喷涂FeCrSiBMn非晶/纳米晶涂层的长期腐蚀行为（英文）

采用超音速火焰(HVOF)喷涂技术制备FeCrSiBMn非晶纳米晶涂层,涂层厚度为700μm,孔隙率为0.65%。利用动电位极化曲线和电化学阻抗谱测试研究FeCrSiBMn涂层和对比样镀铬层在3.5%溶液中的长期腐蚀行为。结果表明,与镀铬层相比,FeCrSiBMn涂层具有较高的腐蚀电位和较低的腐蚀电流密度。FeCrSiBMn涂层的孔隙电阻(Rp)和电荷转移电阻(Rct)比镀铬层的高。此外,在Na Cl溶液中浸泡28 d后,FeCrSiBMn涂层表面仅观察到微小的孔隙。FeCrSiBMn涂层与镀铬层相比具有优异的耐腐蚀性能。这主要与FeCrSiBMn涂层致密的结构,较低的孔隙率及非晶相的存在有关。     

NiCr-Cr3C2超音速火焰喷涂的涂层性能

为配合干熄焦余热锅炉(CDQ锅炉)的开发和制造,保证CDQ锅炉过热器受热面管子在含焦粉粒的烟气中长期安全使用,通过试验,采用超音速火焰喷涂NiCr-Cr3C2粉末对受热面管子表面进行喷涂加工,确认涂层各项性能及指标满足设计要求。为后续的CDQ锅炉制造作了技术准备,现制作的首台CDQ锅炉已投入使用,取得了较好的效果。     

超音速等离子喷涂非晶涂层微观结构与摩擦学性能

采用新一代超音速高能等离子喷涂(SAPS)技术制备了Fe基和Mo基两种非晶涂层,对涂层的微观结构与摩擦学性能进行对比分析。结果表明,SAPS喷涂Fe基和Mo基非晶涂层内部孔洞少、结构致密性高。与Fe基涂层相比,具有更低孔隙率的Mo基涂层在摩擦过程中表现出更低的磨损率(1.1×10^-4 μm·N^-1·s^-1),耐磨性更优。涂层的磨损机理均以磨粒磨损和疲劳磨损为主,并伴随着磨屑氧化。     

超音速火焰(HVOF)喷涂Fe-Cr基涂层的组织与耐蚀性

采用多元Fe—cr基合金（含Si、Mn、B等）作为喷涂粉末,用JP-5000超音速火焰喷枪在不锈钢基体上制备厚度约200μm的Fe基涂层。采用金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜、透射电镜对涂层的组织结构进行了观察和分析,采用盐雾试验箱对涂层的耐蚀性进行了初步研究。结果表明,涂层主要由非晶、bcc晶体结构的纳米晶及微米级硼化物组成;非晶基体产生了明显晶化,形成了胞状bcc结构的纳米仪．Fe,其尺寸约为10～30nm^3,涂层致密,孔隙率约为1％。涂层的耐盐雾腐蚀的性能明显高于1Cr18Ni9Ti不锈钢。前者主要为孔蚀,后者主要为晶间腐蚀。     

超音速火焰喷涂316L不锈钢涂层性能研究

采用超音速火焰喷涂技术(HVOF)在高强钢表面制备了316L不锈钢涂层,利用扫描电镜、显微硬度仪、电化学测试系统等设备对涂层金相组织、硬度、结合性能和抗腐蚀性能等进行了测试,并分析了WC-CoCr中间层对316L不锈钢粉末涂层结合强度及涂层界面的影响。结果表明:超音速火焰喷涂316L不锈钢粉末颗粒在喷涂中变形充分,形成较致密的涂层,并具有超过400 HV0.1的显微硬度;涂层具有较高自腐蚀电位,耐蚀性优于高强钢;涂层结合强度随着涂层厚度的减小、基体硬度的增加而提高;WC-CoCr底层可改善涂层界面结合,从而改善316L不锈钢涂层的结合性能。     

超音速电弧喷涂耐磨涂层在电站锅炉受热面上的应用

阐述了超音速电弧喷涂技术的原理、特点及其应用.为防止锅炉受热面泄漏,可在电站锅炉吹灰器吹损的管壁表面喷涂耐磨涂层.指出应用超音速电弧喷涂技术对防止锅炉受热面泄漏问题,具有重要的实际意义.     

超音速火焰喷涂Fe基非晶/纳米晶涂层的组织性能特征

采用超音速火焰喷涂设备制备了Fe基非晶／纳米晶涂层，采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、显微硬度计等对涂层的微观形貌、结构特征及显微硬度进行了研究。涂层由变形带状粒子、未熔颗粒及少量孔隙组成，涂层致密。由于该方法的冷却速度高，涂层中形成了非晶，后续涂层的加热使部分非晶转变为纳米晶。涂层的显微硬度平均为1084HV0.2，明显高于基体；靠近涂层的基体表面产生了加工硬化。     

活塞杆表面制备CoNiCrAl/Cr_2O_3·SiO_2·TiO_2复合涂层的性能研究

采用超音速火焰喷涂与高焓等离子喷涂相结合的方法,在启闭机活塞杆用45钢表面制备了CoNiCrAl/Cr_2O_3·SiO_2·TiO_2复合涂层。分析了该涂层的微观组织结构、显微硬度、孔隙率、结合强度、抗磨损性能和电化学性能等,并分析了涂层的磨损机理。结果表明:涂层的孔隙率为0.57%,涂层的平均显微硬度达1332.3HV0.2,涂层结合强度均值达到63.7MPa,涂层的抗摩擦磨损性能是基体45钢的84.3倍,CoNiCrAl/Cr_2O_3·SiO_2·TiO_2涂层具有优良的抗磨损性能。CoNiCrAl/Cr_2O_3·SiO_2·TiO_2涂层的抗电化学腐蚀能力强于基体的。利用超音速火焰喷涂与高焓等离子喷涂相结合制备的CoNiCrAl/Cr_2O_3·SiO_2·TiO_2涂层具有优良好的应用前景。     

热喷涂纳米涂层与基体结合强度的研究

分别以微米与纳米NiC/WC粉末为原料,采用活性燃烧超音速火焰喷涂技术制备了金属陶瓷涂层。采用最新的结合强度标准较准确地测试了涂层的结合强度,利用SEM分析了拉伸断口的成分分布和微观形貌。研究表明,用活性燃烧超音速火焰喷涂技术制备的纳米复合涂层的结合强度为163MPa。     

Cr含量对超音速火焰喷涂WC/Co复合涂层组织及电化学特性影响研究

研究了超音速火焰喷涂(HVOF)技术制备WC/12Co和WC/10Co4Cr涂层的组织形貌与电化学特性。采用SEM及XRD对WC-Co复合涂层进行了微观形貌分析及物相分析,在3.5%Na Cl溶液中对涂层进行了电化学分析。结果表明,涂层由较大的WC颗粒及粘结相组成,在喷涂过程中WC颗粒不断累积形成层片状结构,在喷涂过程中涂层有不同程度的失碳,形成了具有脆性的W2C。电化学极化测试表明,由于Cr元素的加入,WC/10Co4Cr涂层的腐蚀电位、腐蚀电流密度、腐蚀速率及腐蚀深度均优于WC/12Co涂层,表现出更为优异的抗电化学腐蚀性能。