沉浸辊耐锌铝腐蚀涂层的耐蚀性能研究

发布时间：2017-04-15 18:00

  本文关键词：沉浸辊耐锌铝腐蚀涂层的耐蚀性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：目前世界上普遍采用热镀锌、铝来提高钢铁制品的使用寿命,但此项工艺对所使用的设备要求非常苛刻。这是由于熔融的锌、铝会对钢铁沉浸辊、液态金属承装槽等钢铁制品造成腐蚀,进而导致其失效。因此,沉没辊需要经常更换及维修,这不仅降低了生产效率也提高了生产成本。工业上有使用耐蚀性较强的金属来制作沉没辊,但整体费用较高。采用基体表面覆盖防护涂层的方法,可以有效提高生产效率和控制成本。实验选用Al2O3-17%TiO2、ZrO2-8%Y2O3、NiCr-Cr3C2和Mo四种粉末,研究喷涂后的涂层对Zn-55wt%Al熔融金属液的耐腐蚀性。粘结层金属NiCrAlY采用超音速火焰喷涂方法沉积到碳钢试件上,随后上述四种材料采用等离子喷涂方法喷涂其上,制备出涂层。将试件放入570℃熔融锌铝液中,观察腐蚀过程。采用扫描电子显微镜对腐蚀前后的试件进行组织观察,利用能谱分析锌铝液体渗入涂层程度,使用Image-J图像处理软件计算涂层的孔隙率,使用X射线衍射仪检测涂层中新生成相并研究涂层失效机理。结果显示,涂层与基体结合较好,仅Al2O3-17%TiO2涂层略差。ZrO2-8%Y2O3涂层的孔隙率最大,约为15.2%,Al2O3-17%TiO2、NiCr-Cr3C2和Mo涂层的孔隙率分别为5.3%,9.8%和1.8%。在570℃熔融Zn-55wt%Al的环境下,ZrO2-8%Y2O3涂层的耐腐蚀时间最长为12天,最终因热震影响产生裂纹而失效。Mo涂层耐蚀时间其次,为10天,因氧化生成MoO3而失效。Al2O3-17%TiO2涂层耐蚀时间为9天,因产生裂纹最终失效。由于Ni在熔融金属液中与Zn、Al发生反应,NiCr-Cr3C2涂层耐蚀时间仅为6天。经过腐蚀试验可以发现,NiCr-Cr3C2涂层和Mo涂层不适合作为保护涂层。Al2O3-17%TiO2和ZrO2-8%Y2O3涂层的最长腐蚀时间都在10天左右,可以作为沉没辊上的耐锌、铝腐蚀涂层使用。
【关键词】：沉没辊 耐锌、铝腐蚀涂层 超音速火焰喷涂 等离子喷涂
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG174.4
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-17
• 1.1 研究的意义9-10
• 1.2 热喷涂技术10-13
• 1.2.1 热喷涂原理及特点10-11
• 1.2.2 热喷涂材料11
• 1.2.3 热喷涂分类11-13
• 1.3 辊件的研究现状13-16
• 1.3.1 热镀锌用辊件13-14
• 1.3.2 耐腐蚀涂层的研究现状14-16
• 1.4 研究目的16
• 1.5 实验内容16-17
• 第2章 实验材料、设备和方法17-26
• 2.1 涂层材料的选择17-22
• 2.1.1 Al_2O_3-17%TiO_2粉末17-19
• 2.1.2 ZrO_2-8%Y_2O_3粉末19-20
• 2.1.3 NiCr-Cr_3C_2粉末20-21
• 2.1.4 Mo粉末21-22
• 2.2 实验设备和方法22-26
• 2.2.1 实验准备22-23
• 2.2.2 喷涂设备与工艺参数23-25
• 2.2.3 实验方案25-26
• 第3章 原始涂层分析26-42
• 3.1 原始涂层的形貌分析26-39
• 3.1.1 NiCrAlY打底层形貌分析26-28
• 3.1.2 Al_2O_3-17%TiO_2原始涂层28-32
• 3.1.3 ZrO_2-8%Y_2O_3原始涂层32-33
• 3.1.4 NiCr-Cr_3C_2原始涂层33-37
• 3.1.5 Mo原始涂层37-39
• 3.2 孔隙率测定39-42
• 第4章 锌铝腐蚀试验42-70
• 4.1 锌、铝腐蚀试验的涂层形貌以及能谱分析42-70
• 4.1.1 Al_2O_3-17%TiO_2涂层42-47
• 4.1.2 Al_2O_3-17%TiO_2涂层的失效分析47
• 4.1.3 ZrO_2-8%Y_2O_3涂层47-53
• 4.1.4 ZrO_2-8%Y_2O_3涂层的失效分析53
• 4.1.5 NiCr-Cr_3C_2涂层53-61
• 4.1.6 NiCr-Cr_3C_2涂层的失效分析61-62
• 4.1.7 Mo涂层62-68
• 4.1.8 Mo涂层的失效分析68-70
• 第5章 结论70-71
• 参考文献71-74
• 在学研究成果74-75
• 致谢75

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