Cr25Ni20Si2合金表面復(fù)合搪瓷涂層的制備及高溫性能研究.pdf

1、實踐表明，耐熱鋼在熱腐蝕條件下會出現(xiàn)早期失效，為延長使用壽命，有必要添加合適的防護涂層。本實驗在Cr25Ni20Si2耐熱鋼基體上制備了施加Ni中間層的搪瓷涂層，并研究Cr25Ni20Si2耐熱鋼與涂層在900℃下的高溫氧化行為及其機理以及800℃下熔融鹽（75％Na2SO4+25％NaCl）下的腐蝕行為及其機理。成功制備了質(zhì)量良好、涂層與基體結(jié)合力較高的搪瓷/鍍鎳復(fù)合涂層。獲得了較佳的搪瓷涂層制備工藝：控制鎳層厚約5μm，設(shè)定第一次燒

2、成入爐溫度為1000℃，時間5min；第二次燒成入爐溫度950℃，時間20min。 通過900℃下高溫氧化性能試驗研究表明：搪瓷涂層及復(fù)合搪瓷涂層的抗氧化性能明顯優(yōu)于Cr25Ni20Si2 合金。合金在900℃下氧化100h后主要形成致密的Cr2O3氧化膜，抗高溫氧化性能良好。搪瓷/鍍鎳涂層與未鍍鎳搪瓷涂層在900℃下氧化100h后，涂層均未發(fā)生脫落，搪瓷層結(jié)構(gòu)致密，能有效阻擋氧等向基體的擴散。 通過800℃下熔融鹽(7

3、5％Na2SO4+25％NaCl)中的熱腐蝕性能試驗表明：搪瓷涂層可提高合金的抗熱腐蝕能力30％，而搪瓷/鍍鎳復(fù)合涂層可提高合金抗熱腐蝕能力100％以上。合金腐蝕40h后發(fā)生災(zāi)難性腐蝕，腐蝕機理主要遵從硫化-堿融模式，腐蝕產(chǎn)物為FeS、Cr2O3、Fe2O3、CrS、MnCr2O4；未鍍鎳搪瓷涂層主要以直接脫落方式喪失保護能力，腐蝕54h后涂層全部脫落，基體直接發(fā)生災(zāi)難性腐蝕，沒有孕育期。搪瓷/鍍鎳復(fù)合涂層則以物理減薄方式緩慢失效，在融

4、鹽中腐蝕80h后涂層減薄，XRD檢測表明復(fù)合搪瓷涂層腐蝕后與腐蝕前搪瓷層相成分相比仍為SiO2、NaAl(SiO3)2，減薄后的涂層仍具備有效的抗熱腐蝕的能力。中間層鎳對搪瓷涂層與基體的結(jié)合力提高有很大貢獻，可以有效防止搪瓷涂層在熱腐蝕過程中脫落，確保搪瓷/鍍鎳復(fù)合涂層持續(xù)為基體提供抗熱腐蝕的能力，其抗熱腐蝕能力明顯優(yōu)于搪瓷涂層。 本試驗制備的搪瓷/鍍鎳涂層具有良好的質(zhì)量和較高的結(jié)合力，能更有效地提高基體合金的抗高溫氧化及抗熱腐