新型表面強化金屬粉芯材料及涂層性能研究.pdf

1、工業(yè)中常采用電弧噴涂涂層來實現(xiàn)對電廠燃煤鍋爐管道的有效防護。然而，在當前最常用的噴涂絲材體系中，Ni基絲材因含有大量的貴重金屬元素使其材料成本很高;而Fe基絲材制備的涂層在高溫下抗剝落能力差，噴涂工藝復雜。因此，開發(fā)新的耐沖蝕磨損性能好、抗剝落能力強、工藝性能優(yōu)良的電弧噴涂絲材具有重要的工程應用價值。
　　本文基于節(jié)能減排和改善使用性能的目的，利用鋼帶分別包覆硼鐵/磷鐵和其它粉芯材料，設計了Fe-B系和Fe-P系兩類管狀粉芯絲材，

2、擬利用該類管狀粉芯絲材和高速電弧噴涂技術制備出可有效防護燃煤鍋爐管道的表面強化涂層。
　　論文對所制備涂層的組織特征、硬度規(guī)律、抗剝落能力和耐沖蝕磨損性能進行了測試與分析。研究表明:涂層表面成型良好，宏觀缺陷很少。與含硼涂層相比，含磷涂層并沒有明顯降低孔隙率和氧化物的含量，但卻使得涂層沉積過程中合金化過程更加充分。當采用不銹鋼帶時，涂層中形成的Fe-Cr固溶體和細小彌散分布的金屬間化合物對涂層分別起到固溶強化和彌散強化的作用。Fe

3、-P系涂層硬度（最高794.8HV0.1）低于Fe-B系涂層（最高1131.9 HV0.1），但抗剝落能力卻優(yōu)于后者，尤其是Fe79.88P16.04C4.08涂層有良好的綜合抗熱震性能，其在緩冷條件下的高溫熱震次數(shù)可達122次。沖蝕磨損實驗表明，F(xiàn)e55.47B28.96Cr9.84Al3.82Ni1.91涂層有最佳的耐沖蝕磨損能力，可達基體Q235鋼的6.4倍，磨損后涂層表面出現(xiàn)帶有“唇片”的凹坑，且并伴有二次沖蝕導致的徑向裂紋和細

4、小溝槽;在Fe-P系涂層中，涂層不均勻性對涂層的耐沖蝕磨損性能影響較大，F(xiàn)e79.88P16.04C4.08涂層的耐沖蝕磨損性能可達到基體的4.3倍，觀察發(fā)現(xiàn)涂層表面出現(xiàn)犁削溝槽，該涂層相對前者極大降低了生產(chǎn)成本。
　　利用本文所研制的兩種管狀粉芯絲材制備的電弧噴涂涂層在高溫下具有良好的抗剝落能力和耐沖蝕磨損性能，其中Fe55.47B28.96Cr9.84Al3.82Ni1.91涂層已經(jīng)成功應用于電廠燃煤鍋爐管道外壁的防護，F(xiàn)e7