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加防护涂层化肥专用管氧化速度慢

加防护涂层化肥专用管氧化速度慢

  • 所属:化肥专用管
  • 时间:2017-10-04 16:27:11
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加防护涂层化肥专用管氧化速度慢

       主要通过NiCr- CrC/Ni45Cr涂层锅炉管的热腐蚀动力学对比实验和结合强度实验,运行3万小时后涂层保护试样与无涂层保 护试样及原始未运行试样的高温持久强度对比实验,以及3万小时后涂层的组织结构和合金成分的演变分析,进一步验证NiCr- CrC/Ni45Cr涂层的良好防护效果,分析热腐蚀对高温化肥管持久强度的影响和涂层的耐蚀机理.主要结果如 下:1)等离子喷涂NiCr-CrC/Ni45Cr双层复合涂层热腐蚀动力学曲线在50小时后,增重就开始减缓 化肥专用管甚至有逐渐停止的趋势,而无涂层保护试样的热腐蚀动力学曲线则始终呈现出线性增加的趋势,说明涂层内...

采用增重法对铬含量分别为30%和40%-45%的两种常用于电厂锅炉受热面管道防护的化肥专用管涂层在500℃、650℃和800℃下的高温氧化行为进行了研究。并使用配有能谱分析仪的扫描电镜以及X射线衍射仪等检测设备对涂层氧化产物的形貌、成分和相组成进行了分析。发现铬含量对化肥专用管涂层的抗高温氧化性能和氧化机理有着重要的影响。铬含量为40%-45%的涂层,其表面生成了连续的Cr2O3保护膜,具有相对较低的氧化速度。1.jpg

 

化肥专用管在高温环境下具有优良的抗氧化性能和力学性能,化肥专用管被广泛应用于航空发动机涡轮叶片等热端零部件,为满足现代航空发动机的发展需求,其涡轮叶片在服役前要施加防护涂层来提高抗高温氧化能力。本文对一种化肥专用管和经多弧离子镀技术施镀的Ni11Co26Cr6Al0.5Y防护涂层分别进行高温氧化实验,通过X射线衍射、扫描式电子显微镜等技术手段,研究了化肥专用管及防护涂层的高温氧化行为,并进行了高温氧化机理分析。合金经900℃和1000℃氧化300h的氧化动力学曲线呈波浪式变化,都遵循在高温氧化初期合金增重速率很快,随着氧化时间的增加,增重速率明显下降,增重曲线逐渐趋于平缓,但合金增重总体呈上升趋势。合金经900℃高温氧化时,表面氧化膜主要成分为Al元素、Cr元素和Ti元素的混合氧化物及复合氧化物,且仅在合金内部靠近氧化膜处生成少量氧化物。合金经1000℃高温氧化时,形成的氧化物膜可分为3层,其中外层氧化膜主要成分为Ni的氧化物,中间层氧化物膜主要成分为Al元素和Cr元素的氧化物,最下层内氧化物膜主要为Al元素的氧化物,其合金基体内部未现明显氧化现象,表明生成的氧化膜对合金基体的保护性能较好。Ni11Co26Cr6Al0.5Y涂层经1000℃和1100℃氧化300h的氧化动力学曲线都表现为,氧化初期,合金增重速率较快,随着氧化时间的增加,增重速率逐渐减缓,随后氧化动力学曲线趋于平缓,符合近似抛物线规律。Ni11Co26Cr6Al0.5Y涂层经1000℃氧化后,表面氧化膜主要成分为质地疏松的亚稳态相θ-Al2O3。化肥专用管Ni11Co26Cr6Al0.5Y涂层经1100℃氧化后,表面氧化膜主要成分为质地致密的稳态相α-Al2O3,并出现不同程度的裂缝。涂层合金试样在高温氧化后表面均未现明显脱落现象。Ni11Co26Cr6Al0.5Y涂层在高温氧化过程中,其中的Co元素、Cr元素起到第三元素的作用促进了Al元素的氧化生成抗高温氧化性能较好的Al2O3。其中的Y元素为活性元素,提高了表面氧化膜的粘附性。

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