高速火焰噴涂TiB2-NiCr涂層及高溫氧化行為研究.pdf

1、二硼化鈦（TiB2）具有優(yōu)異的力學(xué)性能。TiB2-M（M為Fe，Ni，Cr）涂層比常規(guī)Cr3C2-NiCr和TiC-NiCr涂層展現(xiàn)出了更好的抗磨粒磨損性能和700℃下很低的氧化速率，有望應(yīng)用于鍋爐內(nèi)具有飛灰沖蝕和沉積鹽熱腐蝕的服役環(huán)境。但TiB2-M涂層的相關(guān)研究還處于起步階段，TiB2基涂層的硫酸鹽熱腐蝕過程尚不明確。
　　本論文采用與TiB2潤濕性良好的NiCr作為金屬粘結(jié)相，利用噴霧干燥的方法制備了60 wt.％TiB2-

2、32 wt.%Ni-8 wt.%Cr復(fù)合粉體，通過高速火焰噴涂（HVOF）技術(shù)在碳素鋼基材上制備了TiB2-NiCr涂層。借助于X射線衍射（XRD）、掃描電子顯微鏡（SEM）和透射電子顯微鏡（TEM）等分析方法研究了HVOF制備的TiB2-NiCr涂層的顯微結(jié)構(gòu)、物相組成及高溫氧化行為，得到了以下結(jié)論：
　　調(diào)節(jié)漿料固含量、噴霧干燥溫度、離心霧化盤轉(zhuǎn)速和熱處理溫度可以獲得松裝密度為1.54 g/cm3、流動(dòng)性為9.7 s/50g、

3、中值粒徑為36.4μm的團(tuán)聚燒結(jié)粉末，且15-45μm粒度范圍的粉末占76.4 vol.%。經(jīng)過1230℃熱處理后金屬相全部轉(zhuǎn)變?yōu)镹i2B和CrB，且在高速火焰噴涂過程中物相未發(fā)生變化。采用HVOF技術(shù)制備了顯微硬度（HV0.3）值為867.1±32.4、斷裂韌性值為2.2±0.5 MPa·m1/2、氣孔率為0.51%的TiB2-NiCr金屬陶瓷復(fù)合涂層，涂層結(jié)構(gòu)致密呈典型層狀結(jié)構(gòu)，TiB2相分布均勻，且TiB2顆粒與粘結(jié)相結(jié)合緊密，界

4、面沒有明顯過渡層。
　　TiB2-NiCr涂層表現(xiàn)出了優(yōu)良的抗氧化性能，500℃和700℃時(shí)穩(wěn)態(tài)階段氧化速率常數(shù)Kp分別為1.95×10-13和1.48×10-11 g2/cm4·s。500℃時(shí)，涂層在Na2SO4-K2SO4（7：3）混合鹽中表現(xiàn)出了優(yōu)良的耐熱腐蝕性能。涂層在500℃、700℃和900℃循環(huán)熱腐蝕增重曲線都近似遵循拋物線規(guī)律，穩(wěn)態(tài)階段的氧化速率常數(shù)Kp分別為1.8×10-12和1.2×10-10和1.3×10-9