加防護涂層化肥專用管氧化速度慢

        主要通過NiCr- CrC/Ni45Cr涂層鍋爐管的熱腐蝕動力學對比實驗和結合強度實驗,運行3萬小時后涂層保護試樣與無涂層保  護試樣及原始未運行試樣的高溫持久強度對比實驗,以及3萬小時后涂層的組織結構和合金成分的演變分析,進一步驗證NiCr-  CrC/Ni45Cr涂層的良好防護效果,分析熱腐蝕對高溫化肥管持久強度的影響和涂層的耐蝕機理.主要結果如  下:1)等離子噴涂NiCr-CrC/Ni45Cr雙層復合涂層熱腐蝕動力學曲線在50小時后,增重就開始減緩  化肥專用管甚至有逐漸停止的趨勢,而無涂層保護試樣的熱腐蝕動力學曲線則始終呈現出線性增加的趨勢,說明涂層內...

采用增重法對鉻含量分別為30%和40%-45%的兩種常用于電廠鍋爐受熱面管道防護的化肥專用管涂層在500℃、650℃和800℃下的高溫氧化行為進行了研究。并使用配有能譜分析儀的掃描電鏡以及X射線衍射儀等檢測設備對涂層氧化產物的形貌、成分和相組成進行了分析。發現鉻含量對化肥專用管涂層的抗高溫氧化性能和氧化機理有著重要的影響。鉻含量為40%-45%的涂層,其表面生成了連續的Cr2O3保護膜,具有相對較低的氧化速度。

化肥專用管在高溫環境下具有優良的抗氧化性能和力學性能,化肥專用管被廣泛應用于航空發動機渦輪葉片等熱端零部件,為滿足現代航空發動機的發展需求,其渦輪葉片在服役前要施加防護涂層來提高抗高溫氧化能力。本文對一種化肥專用管和經多弧離子鍍技術施鍍的Ni11Co26Cr6Al0.5Y防護涂層分別進行高溫氧化實驗,通過X射線衍射、掃描式電子顯微鏡等技術手段,研究了化肥專用管及防護涂層的高溫氧化行為,并進行了高溫氧化機理分析。合金經900℃和1000℃氧化300h的氧化動力學曲線呈波浪式變化,都遵循在高溫氧化初期合金增重速率很快,隨著氧化時間的增加,增重速率明顯下降,增重曲線逐漸趨于平緩,但合金增重總體呈上升趨勢。合金經900℃高溫氧化時,表面氧化膜主要成分為Al元素、Cr元素和Ti元素的混合氧化物及復合氧化物,且僅在合金內部靠近氧化膜處生成少量氧化物。q345b無縫方管合金經1000℃高溫氧化時,形成的氧化物膜可分為3層,其中外層氧化膜主要成分為Ni的氧化物,中間層氧化物膜主要成分為Al元素和Cr元素的氧化物,最下層內氧化物膜主要為Al元素的氧化物,其合金基體內部未現明顯氧化現象,表明生成的氧化膜對合金基體的保護性能較好。Ni11Co26Cr6Al0.5Y涂層經1000℃和1100℃氧化300h的氧化動力學曲線都表現為,氧化初期,合金增重速率較快,隨著氧化時間的增加,增重速率逐漸減緩,隨后氧化動力學曲線趨于平緩,符合近似拋物線規律。Ni11Co26Cr6Al0.5Y涂層經1000℃氧化后,表面氧化膜主要成分為質地疏松的亞穩態相θ-Al2O3。化肥專用管Ni11Co26Cr6Al0.5Y涂層經1100℃氧化后,表面氧化膜主要成分為質地致密的穩態相α-Al2O3,并出現不同程度的裂縫。涂層合金試樣在高溫氧化后表面均未現明顯脫落現象。Ni11Co26Cr6Al0.5Y涂層在高溫氧化過程中,其中的Co元素、Cr元素起到第三元素的作用促進了Al元素的氧化生成抗高溫氧化性能較好的Al2O3。其中的Y元素為活性元素,提高了表面氧化膜的粘附性。

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