TiCrAl-ZrO2热障涂层的制备及其耐高温腐蚀性能.pdfVIP

2s 詈 1． ．10A TiCrAI—Zr02热障涂层的制备及其耐高温腐蚀性能 张梅琳 (上海电力学院数理系，上海 201620) [摘 要] 为了提高20钢表面的耐热腐蚀性能，采用超音速火焰喷涂 (HVOF)工艺在其表面制备 了TiCrAI— ZrO，热障涂层，利用扫描 电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)及腐蚀试验对涂层腐蚀产物的形貌、物相进行了分 析，讨论了涂层的耐热腐蚀性能及机理。结果表明：TiCrA1一ZrO热障涂层具有优异的抗高温腐蚀性能，能有效 地保护20钢基体；涂层的腐蚀产物为A1O和ZrO，其腐蚀失效是因为腐蚀介质浸入涂层，在涂层表面缺陷处 易产生局部腐蚀 ，形成阳极通道，进而引起涂层失效。 [关键词] 热障涂层；TiCrA1-ZrO；高速火焰喷涂；高温腐蚀；20钢 [中图分类号]TG174．442 [文献标识码]A [文章编号]1001—1560(2013)01—0028一O3 0 。 1 试 验 火力发电厂中，高温高压锅炉的水冷壁管、过热 1．1 基材预处理 器管、再热器管、省煤器管(“四管”)的高温腐蚀严重 基材为 2O钢，尺寸为 63omm×10mm。用丙酮 影响其安全运行，造成了巨大的经济损失，已经成为 清洗净化去除油污后用22号 白刚玉喷砂：压缩空气 锅炉安全运行中一个亟待解决的技术难题。解决此 压力为0．2～0．3MPa，喷砂距离为 100～120mll-i，喷 类问题最方便的办法就是选用进 口或国产优质耐蚀 砂角度为90。，喷砂后表面粗糙度为3．0～3．5Ixm。 合金材料，但材料消耗量大、成本高。热喷涂技术是 1．2 TiCrAI—ZrO 热障涂层的制备 解决此类问题的有效途径，通过此技术开发的一系列 为保证基体材料表面的活性，防止表面再次污染、 涂层取得了较好的效果_1．2；采用过 电弧喷涂在锅炉 氧化，在喷砂 3h内喷涂涂层：先以100～150cI=对工件 管道上喷涂45CT(一种美国开发的专用于水冷壁防 进行预热，再喷涂TiCrAl粘结层和ZrO陶瓷表层。 腐蚀材料)，涂层寿命达 10年以上，但其造价高，难以 采用JP．5000高速火焰喷涂 (HVOF)设备，先在 推广 。 20钢表面喷涂TiCrA1粘结层：主燃气氧气工作压力 超音速火焰喷涂 (HVOF)焰流速度快、焰流长， 0．55MPa，流量 400L／min，次燃气丙烷工作压力 所制备的涂层与基体和结合强度高，特别适用于锅炉 0．35MPa，流量 34L／rain，空气压力0．4MPa，流量22 受热面管的防护和修复，是一种节省资源、效果显著 L／min，喷涂距离0．15Ill，喷涂层厚 100 m。喷涂粉 且直接有效的方法 J。目前，用 HVOF制备TiCrA1一 末含有45％一47％