Hot Corrosion of Plasma Sprayed Coatings for Waste Gas Turbine Blades

High temperature corrosion tests in 75%Na₂SO₄-25%. NaCl molten salt have been conducted on waspalloy specimens plasma sprayed with Co-Cr-B-Si, Ni-Cr-B-Si-hCr₃C₂, X-40, X-40 + TiC and Ni/Al + Al₂O₃ coatings, test coupons were exposed isothermally at 750℃up to 200 h. After the corrosion tests, each sample was examined by OM, SEM and EMPA. It was found that X-40, X-40 + TiC and Ni/Al + Al₂O₃ were violently corroded by the molten salt due to cracking and spalling of the coatings, whereas Co-Cr-B-Si and Ni-Cr-B-Si + Cr₃C₂ exhibited superior corrosion resistance, which were thought to be related to the formation of chromium and silicon oxide film. A possible corrosion mechanism had been proposed and it is suggested that the excellent corrosion resistance and high hot-hardness of the two B-Si containing coatings may be of significance for applications in petroleum refining industry as protective coatings of power generating turbine blades which are used under severe corrosion/erosion conditions.     

Experimental Investigations on Slurry Erosion Behaviour of HVOF and HVOLF Sprayed Coatings on Hydraulic Turbine Steel

Slurry erosion behaviour of high velocity oxy fuel (HVOF) and high velocity oxy liquid fuel (HVOLF) sprayed coatings on hydraulic turbine material (i.e. CA6NM steel) was investigated at different levels of various parameters. The 50 % (WC–Co–Cr) and 50 % (Ni–Cr–B–Si) coating powder was deposited on CA6NM steel samples by HVOF and HVOLF thermal spraying techniques. Erosion tests were conducted on self-made erosion test rig with various factors as explained in the "experimentation" section. Coated and uncoated samples of CA6NM steel were investigated by following a design of experiments based on the L₉ Taguchi technique, which was used to obtain the data of erosion test in a controlled way. Four parameters used in L₉ experiment were velocity, impact angle, slurry concentration and average particle size. The study revealed that the velocity, impact angle and slurry concentration were most significant among various parameters, influencing the wear rate of the coatings. The average particle size did not show any significant effect on both the coatings. In comparison, coated samples showed approximately two times better results in erosion resistance than uncoated samples. Scanning electron microscopy of eroded surface showed different mechanisms of erosion on different samples under various conditions.     

Stepwise Oxidation Mechanism of HVOF Sprayed NiCrAlY Coatings in Air

High velocity oxide fuel sprayed NiCrAlY coatings on the Superni 76 superalloy have been oxidized cyclically at 900 °C up to 200 cycles. Weight change measurements were taken after each cycle to obtain kinetics of the oxidation process. The surface and cross-section of oxidized samples have been examined by XRD, FESEM/EDS to characterize the corrosion products. The formation of Al₂O₃ at the surface as well as at the coating/scale interface as a sub-layer was observed. Other oxides such as Ni (Al, Cr)₂O₄ and Cr₂O₃ were also present above this Al₂O₃ sub-layer. An oxidation mechanism has been proposed for the oxidation of the coating for 200 cycles by correlating the results after different cycles of oxidation.     

超音速火焰喷涂TiB2 -Co涂层组织性能研究

采用机械合金化技术制备TiB2 -Co金属陶瓷复合粉末,通过超音速火焰喷涂技术制备TiB2 -Co金属陶瓷涂层.对TiB2 -Co金属陶瓷涂层的显微结构、硬度、耐磨损性能及磨损损机制进行研究。研究结果表明,涂层表面存在完全熔化区和部分熔化区;涂层呈典型的叠层状结构,与基材结合良好;涂层的硬度明显高于基体金属,是基体金属的4.5倍;磨损失重量仅为基体金属的磨损失重量的1/4;涂层磨损试样表面存在空穴和犁沟,其磨损机制主要为粘着磨损和磨粒磨损。     

大气等离子喷涂和超音速火焰喷涂制备的CoMoCrSi涂层组织结构和性能

本文采用大气等离子(APS)和超音速火焰(HVOF)两种喷涂工艺制备了高硬度、高结合强度CoMoCrSi耐磨涂层,并进行了性能和成本对比分析。结果表明,通过参数优化后,APS制备的CoMoCrSi涂层硬度86HR15N,464HV300gf,结合强度45MPa;HVOF制备的CoMoCrSi涂层硬度89HR15N,699HV300gf,结合强度69MPa。HVOF制备的CoMoCrSi涂层,组织和各项性能均优于APS。XRD检测显示HVOF涂层为非晶态,APS则为晶态和非晶态,这可能与两种喷涂方式不同冷速有关。非晶态组织的出现,也可印证涂层性能的优异。APS生产效率为HVOF的2倍,每小时喷涂成本为HVOF的80%。两种工艺各有优势,可针对不同应用环境和需求选择合适的工艺。     

Fe-Y合金的高温热腐蚀

研究了Fe-5Y、Fe-10Y合金及纯Fe在900℃下的热腐蚀行为.两种合金的热腐蚀产物膜类似,外层为Fe的氧化物,内层为Fe的最低价态氧化物、硫化物及Y的氧化物和硫化物构成的混合物,并发生了Y的内氧化、内硫化.Y的加入对Fe-Y合金的抗热腐蚀性能贡献不大,也未出现Y的选择性氧化或硫化.这主要是由于Y在Fe中极低的溶解度和氧的向内扩散加强造成的.     

钛合金热变形行为研究

综述了国内外钛合金热变形行为的研究进展,分析了几种典型的α钛合金、近α钛合金、α+β钛合金及β钛合金的在不同的热变形条件下的流变应力的行为特征,软化机制,表观激活能及组织演变规律。介绍了氧、氢元素和不同的组织状态对钛合金热变形的影响。     

热喷涂WC-MoB-Co金属陶瓷涂层的耐腐蚀性能研究

本文采用团聚烧结法制备了WC-MoB-Co金属陶瓷喷涂粉末,使用超音速火焰喷涂技术在316L不锈钢基材上制备了WC-MoB-Co涂层;采用SEM、XRD表征了WC-MoB-Co粉末和腐蚀前后涂层的微观形貌及物相组成;测试了WC-MoB-Co涂层耐熔融锌铝腐蚀性能。研究结果表明,制备的WC-MoB-Co金属陶瓷复合粉末粒度集中、流动性好、松装密度高;WC-MoB-Co涂层结合强度高、孔隙率低;WC-MoB-Co涂层具有良好的耐腐蚀性能,随着腐蚀时间的延长,涂层中的WC颗粒逐渐参与反应。     

超音速火焰喷涂NiCrAlY-Y2O3金属陶瓷涂层抗结瘤性能研究

以NiCrAlY和Y2O3粉末为原料通过两种工艺分别制备出团聚烧结和混合型NiCrAlY-Y2O3金属陶瓷粉末,研究了该两种用于热喷涂给料粉末的颗粒形貌及粉末性能.使用该两种粉末及一种商用CoCrAlY-Y2O3通过超音速火焰喷涂(HVOF)在不锈钢基体上制备厚度约为100um的涂层。研究了涂层的孔隙率及抗热冲击能,将四种热喷涂涂层在高温下与MnO,Fe3O4及含锰碳钢进行接触反应后对它们的抗结瘤性能进行了相对的静态比较,结果表明,团聚烧结NiCrAlY-Y2O3涂层具有较好的抗锰氧化物的结瘤,而抗铁氧化物结瘤性能差。团聚烧结金属陶瓷涂层比混合型陶瓷涂层具有更好的抗氧化物结瘤性能。     

电弧喷涂NiCrMo涂层耐蚀性能研究

研制镍基抗蚀热喷涂粉芯线材，并应用电弧喷涂的方法制备抗氯离子或强碱腐蚀的NiCrMo涂层，将其与母材Q235钢的性能进行比较。通过热氧化和涂盐热腐蚀试验对NiCrMo涂层的高温氧化性能和热腐蚀性能进行评价。结果表明，钼的含量影响涂层的抗热氧化性能和抗热腐蚀性能，在镍铬含量一定，钼含量达到8％、稀土含量为1．5％时，镍铬钼涂层在高温下具有更优的抗热氧化性能；钼含量为6％和4％、稀土含量为1．5％时，涂层具有良好的抗高温热腐蚀性能、抗氯离子和强碱腐蚀的能力。     

超音速火焰喷涂Ni-MoS_2涂层结构与性能研究

采用超音速火焰喷涂技术制备了镍包二硫化钼涂层,二硫化钼的含量约为22%,试验并分析了涂层的显微结构、硬度、结合强度、摩擦学特性,结果表明,涂层致密,孔隙率低,结合强度为13.68MPa,硬度为HRB94.5,涂层有较强的抗裂纹萌生与扩展的能力。涂层干摩擦系数约为0.25～0.32,圆柱状的磨粒分布均匀,在摩擦副中有滚子的功能,能有效地减少磨损,涂层的磨损机理为磨粒磨损。     

超音速火焰喷涂Cr_3C_2-25%NiCr涂层的滑动摩擦磨损性能研究

采用超音速火焰喷涂工艺制备了Cr_3C_2-25%NiCr陶瓷,对涂层的组织结构、显微硬度及在滑动摩擦条件下的失重进行了分析,得出了涂层摩擦因数与时间的关系,对涂层的滑动摩擦磨损机理进行了分析。结果表明Cr_3C_2-25%NiCr涂层致密,孔隙率为0.96%,涂层截面的显微硬度平均值HV_(0.3)为867。涂层稳定的摩擦因数为0.1。初始阶段涂层的磨损主要是磨屑对涂层的磨粒磨损作用,摩擦稳定后涂层的磨损主要是由于相对运动面的磨削作用。     

HVOF喷涂Fe基非晶合金涂层的组织结构和耐腐蚀性能

采用超音速火焰喷涂技术,制备了含Fe、Cr、Mo、Ni、P、Si、B的Fe基非晶合金涂层。利用显微硬度计、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、电化学工作站、差示扫描量热仪等设备对涂层的组织结构、耐腐蚀性能和热稳定性进行了研究。喷涂工艺参数为:氧气压力0.6MPa,氧气流量166L·min-1,丙烷压力0.55MPa,丙烷流量24L·min-1,喷涂距离350mm。制备的涂层孔隙率和显微硬度分别为1.8%和823HV0.1,其非晶化程度较高;微观结构分析表明涂层由熔化变形成扁平粒子、未熔化的粉末颗粒以及孔隙、裂纹等缺陷组成的波浪层状组织。相组织结构分析表明涂层主要由非晶相组成,含有少量的纳米晶相组织。差示扫描量热仪测试表明所制备涂层的晶化区间为532℃～580℃。电化学测试表明,Fe基非晶合金涂层在1mol·L-1的H2SO4、10%NaOH和3.5%NaCl溶液中都经历了活性溶解—钝化—过钝化的过程,涂层在NaOH溶液中的耐腐蚀性能最强,其次为NaCl溶液,在H2SO4溶液中的耐腐蚀性能较差。     

The Effects of Ce on Hot Corrosion of Iron-based Alloys

ＴｈｅＥｆｆｅｃｔｓｏｆＣｅｏｎＨｏｔＣｏｒｒｏｓｉｏｎｏｆＩｒｏｎ－ｂａｓｅｄＡｌｌｏｙｓ￥ＺｅｎｇＣｈａｏ－Ｌｉｕ；ＺｈａｎｇＪｉａｎ－Ｑｉｎｇ；ＷｕＷｅｉ－Ｔａｏ（ＩｎｓｌｉｔｕｔｅｏｆＣｏｒｒｏｓｉｏｎａｎｄＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎｏｆＭｅｔａｌ...     

超音速火焰喷涂CoCrW涂层的磨损特性

采用超音速火焰喷涂工艺制备了cocrw涂层,利用金刚石锥体为摩擦副,通过往复式磨损试验机测试了涂层在室温和600℃时的磨损性能,分析了涂层的磨损机理。结果表明：在室温和600℃两种温度条件下,磨损量均随着载荷的增大而增加,而涂层在同一载荷作用下,室温和600℃两种温度下的磨损量较为接近。磨损形貌则表现为磨损初期呈现明显的犁削沟槽、小片状残留物、还有小凹坑;磨损较长时间后则显示明显的粘着磨损形貌和涂层颗粒脱落坑特征。     

超音速火焰喷涂CoCrW耐磨涂层的性能研究

本文针对自产Co25Cr10Ni8W合金粉末,采用HVOF工艺制备了CoCrW涂层,研究了氧气流量、煤油流量、喷涂距离对CoCrW涂层性能的影响,确定了制备CoCrW涂层主要的喷涂参数为:喷距340mm;O2流量24L/m3;煤油流量900L/h。对制备的涂层进行了性能检测,涂层结合强度达到54.08Mpa;HR15N为83.5;孔隙率为0.6%。     

电弧喷涂复合涂层在电厂水箱长效防腐中的应用

主要针对电厂水箱的腐蚀和防护方法进行了讨论,推荐了电厂水箱内外壁的电弧喷涂长效防腐蚀涂层体系,简要阐述了喷涂防腐的施工工艺和质量控制要求,介绍了徐州华润电厂水箱电弧喷涂复合涂层防腐蚀效果的实例.     

冷喷涂金属涂层的耐腐蚀性能的提升方法

沉积温度低的特点使冷喷涂可避免喷涂金属粉末的氧化及对基材的热影响,是制备高致密金属涂层的有效 方法,在耐腐蚀金属涂层制备方面具有广阔的应用前景。然而在粒子高速碰撞沉积过程中,容易因粒子的塑性变 形程度不足而在粒子界面形成孔隙,相互连通的孔隙导致涂层不能隔绝腐蚀介质的渗入,因此不具备长效腐蚀防 护作用。对此,本文首先介绍了冷喷涂金属涂层的显微组织特点;其次,重点从基于热作用、力作用和热力耦合 作用的原位处理或后处理总结了改善冷喷涂金属涂层内部粒子间结合质量,进而提升金属涂层耐腐蚀性能的方法, 包括原位喷丸辅助冷喷涂方法、热处理、激光重熔、搅拌摩擦处理与热轧处理等,最后,针对当前冷喷涂耐腐蚀 涂层的发展现状,总结了亟待解决的问题和发展方向。     

热喷涂WC-17Co涂层摩擦磨损及电化学腐蚀性能研究

利用大气等离子体喷涂在45钢表面制备WC-17Co涂层,综合评价了涂层的耐磨性及耐腐蚀性能。通过X射线衍射仪对涂层相成分进行了表征;对涂层室温滑动摩擦磨损性能及电化学腐蚀行为进行了测试。结果表明:制备态涂层中存在W2C脱碳相,W2C主要形成于热喷涂涂层过程;滑动摩擦磨损试验表明WC-17Co涂层具有优良的耐磨性能,在8 N载荷下滑动摩擦磨损25 min,其磨损量仅为0.088 g;在3种溶液中电化学腐蚀试验显示WC-17Co涂层在10%HCl溶液中的自腐蚀电位最高,为-254 mV,同时腐蚀速率也最大,达2.686E-1mm·a-1。     

HVAF喷涂超细WC-10Co-4Cr粉末涂层的耐腐蚀性研究

对比研究超细和常规粒度WC-10Co4Cr粉末喷涂制备涂层的性能,根据显微形貌、力学性能与电化学特性比较两种涂层的耐腐蚀性并分析机理。在304不锈钢基体上,利用空气助燃高速(High Velocity Air Fuel, HVAF)热喷涂技术制备WC-10Co-4Cr涂层。采用SEM和XRD分析了涂层的物相组成和显微形貌,采用维氏硬度仪和万能拉伸试验机分别测试了涂层的显微硬度与结合强度以表征力学性能,在质量分数为3.5%的NaCl溶液中对涂层进行电化学分析。结果表明：两种WC-10Co-4Cr粉末涂层均具有优异的耐腐蚀性能,超细粉末涂层自腐蚀电位(-0.199 V)高于常规粉末粒径涂层(-0.267 V);超细粉末粒径涂层腐蚀电流密度(1.996×10^-7 A/cm2)小于常规粉末粒径涂层(3.123×10^-6 A/cm²),对基体能起到良好的保护作用。超细粉末与常规粉末WC-10Co-4Cr涂层电位腐蚀的机理主要是WC与粘结相的电偶腐蚀、Cl-对涂层表面钝化膜的破坏引起的孔蚀,腐蚀机理基本一致,主要差异在于,超细粉末涂...