抗高温硫化腐蚀热喷涂涂层的研究
杨国强 沈阳工业大学
中国知网
热腐蚀是设备和零件在高温环境下工作失效的主要原因。金属材料表面形成的保护性氧化膜，在金属材料的抗氧化性作用中起着非常重要的作用。Al 和 Cr 元素是生成致密、稳定、保护性氧化膜的优良元素，Al、Cr 合金化的 Fe、Ni 合金材料在热腐蚀性能上表现出良好的性能。因为材料的热腐蚀都是从表面开始，实验通过采用电弧喷涂方法，在钢铁表面喷涂 Al 基合金涂层和 Cr 基合金涂层，从而达到提高钢铁材料的抗高温热腐蚀能力。实验结果表明，电弧喷涂的 NiCr、45CT、FeCrAl 涂层以及 FeCrAl/Al 复合涂层，对钢铁基体的高温腐蚀防护都是有效的。在喷涂过程中，Al、Cr 元素选择性的氧化形成连续的 Al2O3膜和 Cr2O3膜。在涂层中形成一些具有保护性作用的氧化膜保护带，它们对整个涂层的抗腐蚀性能起着很重要的作用。保护带可以起到延缓元素扩散的作用，首先减缓了涂层中金属元素向基体扩散的速度，也对腐蚀性元素 O、S 的扩散起到阻碍的作用。在腐蚀过程中，涂层表面也会有氧化物保护膜形成，它们会对腐蚀元素的侵入起到一定的阻碍作用。
在灰铸铁表面喷涂 FeCrAl/Al 复合涂层，通过在 CS2实际生产现场条件下，进行挂片试验。试验结果表明，电弧喷涂的 FeCrAl/Al 复合涂层可以显著的提高灰铸铁基体材料的抗高温硫化腐蚀能力。在高温，高硫压的条件下，电弧喷涂 FeCrAl/Al 复合涂层中合金元素发生了相互扩散，在扩散中形成了 FeCrAl 金属间化合物，并且在涂层表面选择性氧化形成连续的 Al2O3膜和 Cr2O3膜，因而具有很好的抗硫化能力。
关键词：热腐蚀，电弧喷涂，扩散，保护膜
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