2种FeCr基高速电弧涂层的组织和耐磨性能对比研究

摘要

针对电站锅炉受热面管、风机等构件的耐磨应用场景,应用了不同碳及稀土元素含量的2种FeCr基涂层材料,通过高速电弧喷涂技术在基体20G钢上制备涂层。采用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、白光干涉仪系统表征涂层微观形貌及相组成,通过维氏显微硬度、拉伸结合强度、球-盘摩擦磨损试验检测涂层的力学及耐磨性能。结果表明:2种涂层微观结构均呈典型的层片状结构,由于硼、碳等硬质相元素分布于FeCr固溶体中,使得涂层的硬度远高于基体。高碳含量及稀土元素的添加使得涂层孔隙率由2.22%±0.47%降低至0.92%±0.13%,硬度从(8.05±0.53)GPa增加至(10.47±0.68)GPa,磨损质量损失降低40%。从涂层的磨损形貌来看,高硬度及低孔隙率使得磨损机制由黏着磨损转化为磨粒磨损。通过FeCr基涂层对磨损表面进行防护,可以有效解决电站锅炉部件的磨损问题,保证锅炉机组的安全稳定运行。