几种热喷涂涂层在模拟烟气/煤灰环境中的腐蚀行为研究

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本文采用超音速火焰喷涂在三种基材（T12、T91、Super304H）上分别制备三种涂层（45CT、NiCr/Cr3C2和NiCrAlY），研究这些样品在650℃和750℃含0.15%SO2气氛浓度下的腐蚀行为并探讨其腐蚀机理。采用超音速火焰喷涂方法制备的三种涂层涂层致密，孔隙率在0.76-0.92%之间，涂层与基体结合优良。以增重法和涂层减薄法得到各涂层试样的腐蚀动力学曲线和涂层厚度变化柱形图。采用扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）和能谱分析（EDS）等方法分析了腐蚀产物的形貌、物相、元素组成分布。探讨了材料成分，温度，气氛和腐蚀介质对腐蚀的影响。三种基材（T12、T91、Super304H）在模拟烟气环境中的腐蚀结果表明：腐蚀产物主要为铬和铁的氧化物。随基材中Cr含量增加，材料的耐蚀性增强。T12不含Cr元素，腐蚀产物主要为Fe2O3。T91（Cr8.5wt%）的腐蚀产物主要为Fe2O3、NiFe2O4。Super304H含铬量最高（Cr18wt%），腐蚀产物主要为NiCr2O4和Fe2O3。三种基材的耐蚀性能力从强到弱依次为 Super304H、T91、T12。样品在膜/基材界面生成了氧化物和硫化物层，易导致涂层与基体界面弱结合，加速材料腐蚀。三种涂层（45CT、NiCr/Cr3C2和NiCrAlY）在模拟烟气环境中的腐蚀结果表明：说明随着Cr含量的提高，材料的耐蚀性增强。三种涂层的耐蚀性能力从强到弱依次为45CT、NiCrAlY、NiCr/Cr3C2。从腐蚀层厚度看，45CT涂层样品表面腐蚀产物层最薄，然后是NiCrAlY和NiCr/Cr3C2。45CT涂层表面腐蚀产物主要为Cr2O3、NiCr2O4、FeCr2O4。而NiCr/Cr3C2涂层表面产物主要为NiO、NiCr2O4和Fe2O3。NiCrAlY涂层表面产物主要为NiCr2O4、Fe2O3。不同涂层样品腐蚀后表面均有不同程度的孔洞和腐蚀产物剥落，腐蚀产物一般出现分层，外层富Fe、Cr和O，内层富Ni和O。T91钢在覆盖涂层后可见基体中有晶间腐蚀倾向，未覆盖涂层的T91钢由于腐蚀速度较快，无晶间腐蚀倾向。而 Super304H在没有涂层覆盖时可见晶间腐蚀形貌。三种涂层样品在涂层/基体界面处都生成了氧化铁产物带。其中 Super304H喷涂涂层腐蚀过程中，涂层/基体界面腐蚀主要发生在涂层一侧，而T12和T91喷涂涂层后在涂层/基体界面腐蚀主要发生在基体一侧。

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作者
洪嘉;
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作者单位

南昌航空大学;

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授予单位南昌航空大学;
学科材料学
授予学位硕士
导师姓名刘光明;
年度 2018
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原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类航空制造工艺;航空发动机（推进系统）;
关键词
热喷涂涂层; 模拟烟气; 煤灰; 环境; 腐蚀;

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