高Cr含量镍基合金涂层的电弧喷涂制备及其抗氧化性能研究

目的提高高温环境下电厂设备及构件的抗高温氧化性能。方法采用电弧喷涂工艺在Q345钢表面制备高Cr含量镍基合金涂层,对涂层在750℃条件下的抗氧化行为与氧化机理进行了研究,并与未喷涂涂层的Q345钢基体的氧化行为进行了对比分析。结果 750℃高温循环氧化增重试验表明,涂层试样的氧化动力学曲线呈抛物线型,经过非线性拟合,符合抛物线方程ΔW=2.51t0.22,而无涂层基体试样的氧化动力学曲线趋于直线式增长。对氧化前后的涂层试样进行扫描电镜和X射线衍射分析显示,高温下涂层表面生成了连续的Cr_2O_3、NiO等氧化物以及具有尖晶石结构的NiCr_2O_4,这些相均匀致密地分布在涂层中,能够有效地阻碍氧原子侵入基体,抑制氧化过程的持续进行。结论采用电弧喷涂方法在Q345钢表面制备的高Cr含量镍基合金涂层,在高温下表现出良好的抗氧化性能,可有效提高Q345钢制构件的使用温度和工作寿命。

Ni-Cr-Al-Fe基铸态合金的高温氧化行为

采用熔铸法制备不同Al含量的Ni-Cr-Al-Fe基合金,研究Al含量和预氧化处理对合金在600℃大气中抗氧化性能的影响,并利用FE-SEM(EDS)、XRD对不同状态合金氧化膜的形貌及成分进行对比分析。结果表明:Ni-Cr-Al-Fe基合金在600℃时的氧化动力学曲线较好地遵循抛物线规律,铝含量的增加以及预氧化处理均可提高合金的高温抗氧化性能;Ni-Cr-Al-Fe基合金在1 000℃预氧化以及600℃氧化时所形成的氧化膜成分与Al含量有关,Al含量越高越有利于单一Al2O3氧化膜的形成,对提高合金的抗氧化性能有益;随着氧化时间的延长,表面局部区域可进一步形成尖晶石类氧化物或复杂氧化物;预氧化处理所形成的氧化膜,可有效地防止Ni-Cr-Al-Fe基合金基体的氧化;同时,利用WAGNER的临界理论计算了600℃下的Ni-Cr-Al稳定氧化物图。

高Cr镍基合金焊丝的制备工艺及其组织与性能

采用真空感应熔炼方法,通过合理设计合金成分和优化熔炼工艺,成功制备出了一种Cr含量较高的镍基合金(含42.98%Cr);进一步对铸态合金进行锻造和拉拔处理,最终获得直径为2mm的焊丝成品。对制备的合金铸锭、锻造状态试样、焊丝成品进行了金相组织观察与力学性能测试,并对铸锭与锻态试样进行了X射线衍射分析与拉伸断口扫描观察。结果表明,铸态合金的组织与性能符合预期设想,制备出的焊丝力学性能满足实际使用要求。

光电光谱法分析Al-Cr中间合金中的铬

通过实验 ,确定了光电法分析铬元素的分析方法 ,解决了标样、标准化控样两难题 ,确定了最佳分析参数 , 分析结果达到了化学分析的准确度。

Cr含量对CrMnFeNi系高熵合金腐蚀行为的影响

利用XRD,SEM/EDS,EBSD,电化学测试等表征手段研究Cr含量对Cr_(x)MnFeNi(x=0.8,1.0,1.2,1.5)高熵合金微观组织与耐蚀性能的影响。结果表明:Cr_(0.8)MnFeNi高熵合金为单相FCC结构,Cr_(x)MnFeNi(x=1.0,1.2,1.5)高熵合金为FCC+BCC双相结构,且BCC相比例随着Cr含量升高而增加。在0.5 mol/L H_(2)SO_(4)溶液中,高熵合金的耐蚀性能随着Cr含量降低而增强,其中,Cr_(0.8)MnFeNi单相高熵合金的耐蚀性能最好,这是因为Cr_(0.8)MnFeNi高熵合金的成分更为均匀。此外,Cr_(x)MnFeNi高熵合金在0.5 mol/L H_(2)SO_(4)溶液中均具有宽泛的钝化区域以及明显的伪钝化区域,表明合金在耐蚀性能上具有较大的研究价值和开发潜力。

新型高铬镍基合金涂层在H_2S气氛中抗高温腐蚀性能的研究

针对燃煤电厂锅炉“四管”硫化腐蚀的严峻现状 ,采用 2 0钢作为基体材料 ,对自行研制的新型高铬镍基合金 (铬含量在 40 %以上 )涂层和另一种传统的镍铬合金 (Ni70Cr30 )涂层在H2 S气氛中的高温腐蚀动力学规律进行了研究。采用金相显微镜、配有能谱分析仪的扫描电镜以及X射线衍射仪等检测设备对腐蚀产物的形貌和相组成等进行了分析。由新型高铬合金制备的涂层具有优良的抗硫化腐蚀性能 ,适于作为燃煤电厂锅炉“四管”用的防护材料。

Cr对镍基合金在超临界水中氧化行为的影响研究

研究了3种Cr含量Ni-Fe-Cr合金在700℃/25 MPa纯水蒸汽环境中的氧化行为,重点分析了氧化动力学、氧化膜相组成及微观结构的变化规律。结果表明,随Cr含量的增加,合金在超临界水中的氧化增重持续降低,失稳氧化发生时间被延长,合金的抗氧化性能得到显著改善。在超临界水环境中,Cr2O3氧化膜更容易失效,维持保护性Cr2O3氧化膜稳定的临界Cr含量相比于干燥空气中的要高;Ni-Fe-Cr合金在超临界水中氧化时优先生成Cr2O3氧化膜,其中较低Cr含量的合金长期氧化后,在两层氧化膜界面处会形成较薄的富Ni氧化膜。

Cr含量对高碳中合金工模具钢组织与性能的影响

对两种不同Cr含量的高碳中合金工模具钢的组织与性能进行研究。结果表明,两种钢820℃退火时均存在M23C6、M6C和MC三种碳化物。Cr含量较高的钢中M23C6碳化物的相对数量较高,碳化物较细。奥氏体化过程中,由于Cr含量低的钢中存在大块M6C碳化物,造成淬火未溶碳化物尺寸偏大。Cr含量较高的钢中M23C6碳化物大量溶解,提高了基体中合金元素的固溶量,在200-300℃回火硬度保持在59-60 HRC,具有良好的抗回火性。