Ni-Cr涂层等离子熔覆制备与高温腐蚀行为研究

摘要

目的为了解决锅炉管烟气侧表面烟灰/气所引起的高温腐蚀、冲刷等问题,制备良好的涂层结构并延长其使用寿命。方法采用等离子粉末熔覆工艺于TP304H奥氏体不锈钢表面制备Ni-Cr涂层,研究了熔覆参数对涂层组织结构的影响规律,并在模拟锅炉煤粉燃烧烟灰/气环境中分别研究了涂层在650℃和750℃的腐蚀行为,利用SEM、EDS及XRD等方法分析了熔覆涂层的组织结构、腐蚀产物形貌、元素分布和腐蚀产物物相。结果 Ni-Cr涂层厚度随熔覆电流的增加而增加(最大厚度约1.3 mm),随送粉量的增加出现峰值(约0.93 mm),涂层物相主要由(Ni)和Cr_2Ni_3相组成。涂层在650℃和750℃的烟灰/气环境下腐蚀后的耐蚀性明显不同,650℃腐蚀后,涂层耐蚀性较好,腐蚀产物层连续完整,主要为富Fe、Cr氧化物,另有极少量的内硫化腐蚀产物;750℃腐蚀后,500 h最大腐蚀深度约为650℃的4倍,腐蚀产物大量破裂脱落,导致明显的晶间腐蚀。结论通过控制熔覆电流和送粉量,能够获得组织均匀、呈枝晶生长特征且与基体冶金结合良好的Ni-Cr涂层结构。高Cr含量的涂层对基体合金的抗高温烟灰/气腐蚀性能有良好的保护作用。