T91和304H鍋爐管束用非晶合金涂層制備及性能研究.pdf

1、Fe基非晶合金具有高硬度和優(yōu)異的耐蝕性能及較低的成本，采用熱噴涂技術(shù)可以大面積制備 Fe基非晶合金涂層，適合在金屬結(jié)構(gòu)件進行防腐處理。本文針對鍋爐管束受熱面腐蝕失效，依據(jù)鍋爐管束服役環(huán)境設計制備Fe基非晶合金粉末，利用等離子噴涂技術(shù)在鍋爐管束常用鋼304H和T91基體上噴涂制備Fe基非晶合金涂層，研究涂層結(jié)構(gòu)和噴涂工藝及耐蝕性之間規(guī)律性關(guān)系。
　　通過改變噴涂功率和制備不同厚度涂層獲得不同組織結(jié)構(gòu)的非晶合金涂層，研究結(jié)果表明：通過

2、不同等離子噴涂工藝，可以制備組織結(jié)構(gòu)均勻一致的Fe基非晶合金涂層，涂層呈波浪狀多層結(jié)構(gòu)，涂層與基體之間結(jié)合緊密，結(jié)合形式以機械結(jié)合為主。涂層的XRD衍射峰表現(xiàn)為明顯的漫衍射峰和少量的尖銳峰，涂層非晶相含量可達到70％，隨噴涂功率增加，涂層非晶相含量降低，涂層厚度增加，涂層非晶相含量升高。
　　此外，隨等離子噴涂功率升高和涂層厚度增加，涂層孔隙率下降，顯微硬度升高，在噴涂功率為40KW制備的厚度為200μm的非晶合金涂層具有較低的孔

3、隙率和較高的顯微硬度，分別為2％和762.4HV。
　　電化學研究表明：非晶合金涂層在0.5mol/LH2SO4溶液和3.5％NaCl溶液中電化學腐蝕行為表現(xiàn)出活性溶解-鈍化-過鈍化的過程，涂層極化曲線特征表現(xiàn)為在H2SO4溶液中鈍化區(qū)較寬，在NaCl溶液中腐蝕電流密度較低。隨噴涂功率和涂層厚度增加，鈍化區(qū)明顯，腐蝕電位趨于正向移動，腐蝕電流密度降低，表明涂層抗腐蝕性能提高。分析認為，非晶合金涂層組成元素和涂層孔隙率是影響涂層耐蝕

4、性能的主要因素，非晶成分含量略有變化對涂層耐蝕性能影響不大。
　　非晶合金涂層與金屬基體相比表現(xiàn)出優(yōu)異的抗高溫氧化和抗高溫腐蝕性能。隨噴涂功率的升高和涂層厚度增加，孔隙率降低，表現(xiàn)出較好的抗高溫氧化和抗高溫腐蝕性能。分析認為涂層中Cr元素在高溫下與O元素生成結(jié)構(gòu)致密穩(wěn)定的Cr2O3保護膜層，可以阻礙高溫下氧原子的擴散和腐蝕介質(zhì)的接觸，使試樣得到充分的保護。此外，噴涂粉末中Mo、P、Ni、Si等元素改善了非晶合金涂層的結(jié)構(gòu)和性能，改