9Cr-3W-3Co钢低温渗铝工艺及其抗水蒸汽氧化性能研究
发布时间：2022-12-22 05:29
电力行业一直试图提高蒸汽运行温度,使蒸汽轮机发电厂能够以更高的热效率运行。高参数的超超临界机组投入使用,也对锅炉蒸汽管道用钢的抗高温氧化性能提出更高的要求。而现今锅炉管道使用的高温耐热钢大多依赖国外进口,价格也较昂贵。而铝和铝化物具有较好的抗水蒸汽氧化性能,并且成本低廉,因此为了延长蒸汽管道的使用寿命,选择在锅炉管道蒸汽侧制备铝化物涂层是一种较为经济的方式。9Cr-3W-3Co钢是最新研究用于600℃以上更高参数的锅炉用钢,能适用于多种锅炉构件的制造。本文以9Cr-3W-3Co钢为基体,采用粉末包埋法在其表面进行铁铝渗层的制备。通过调节工艺参数,如渗铝温度、渗铝时间、渗剂中Al含量、渗剂中活化剂的添加量,实现一定厚度的韧性FeAl渗层的制备。结果表明,渗铝温度对渗铝层结构和渗层质量影响最明显。在650-750℃的温度区间内,渗铝层厚度以及外层富Al层的厚度随着温度的升高而增加。650℃渗铝得到的渗层较为致密,没有发现缺陷;700℃渗铝得到的渗层仅在渗层外层出现不连续的空洞;750℃渗铝得到的渗层,靠近基体处出现较多细小空洞,并有贯穿渗铝层的裂纹,渗层的致密性较差。渗铝时间和渗剂中Al含...
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 9Cr-3W-3Co耐热钢的研发
1.3 Fe-Al渗层的制备
1.3.1 铝和铝化物的抗高温氧化性能
1.3.2 Fe-Al渗层的相组成
1.3.3 Fe-Al渗层的制备方法
1.4 国内外研究现状
1.4.1 国内研究进展
1.4.2 国外研究进展
1.5 本课题主要研究内容及技术路线
1.5.1 课题研究内容
1.5.2 技术路线
第二章 实验材料及方法
2.1 实验仪器
2.2 实验材料
2.3 实验方法
2.3.1 渗铝实验
2.3.2 高温水蒸汽氧化测试
2.3.3 试样的组织形貌观察及分析
2.3.4 渗铝层的显微硬度
2.3.5 氧化动力学分析
第三章 渗铝工艺参数对涂层形貌与厚度的影响
3.1 渗铝温度的影响
3.2 渗铝时间的影响
3.3 渗剂中Al含量的影响
3.4 活化剂含量的影响
3.5 渗铝层的显微硬度
3.6 本章小结
第四章 Fe Al涂层的抗高温水蒸汽氧化性能
4.1 氧化前渗层的形貌
4.2 试样的抗水蒸汽氧化性能
4.2.1 氧化后试样的宏观形貌
4.2.2 氧化动力学曲线
4.2.3 氧化后试样的微观形貌
4.3 分析讨论
4.3.1 无涂层试样的高温蒸汽氧化
4.3.2 渗铝试样的高温蒸汽氧化
4.4 本章小结
第五章 总结
参考文献
硕士期间发表论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]T91钢表面低温渗层的动力学行为[J]. 朱阳存,刘光明,董猛,张民强,杨华春,汪元奎. 材料热处理学报. 2018(10)
[2]《能源发展“十三五”规划》正式发布[J]. 本刊编辑部. 电力需求侧管理. 2017(01)
[3]碳钢粉末包埋低温渗铝工艺的研究进展[J]. 孟堃,刘忠,王远,于晓华,李杨. 热加工工艺. 2016(24)
[4]表面改性对Super304H钢在650℃饱和蒸汽中氧化行为的影响[J]. 乐明,王弘喆,于在松,鲁金涛,杨珍,上官晓峰,谷月峰. 热力发电. 2016(11)
[5]渗铝温度对Ti2AlNb合金高温抗氧化性能的影响[J]. 任蓓蕾,缪强,梁文萍,王力,胡荣耀,陆海峰. 材料热处理学报. 2015(12)
[6]稀土添加剂对N80套管钢低温渗铝层的影响[J]. 陈辉,俞嘉诚,王彦鹏,黄敏,王宇. 热处理技术与装备. 2015(05)
[7]激光喷丸与渗铝复合工艺提高K417合金力学性能研究[J]. 焦阳,何卫锋,孙岭,周留成,聂祥樊,罗思海,李靖. 红外与激光工程. 2015(08)
[8]渗铝涂层对耐热钢T91的高温防护研究[J]. 秦董礼,李雪真,张轲,鲁捷,辛士刚,张洪波. 沈阳师范大学学报(自然科学版). 2015(02)
[9]世界700℃等级先进超超临界电站关键高温材料[J]. 迟成宇,于鸿垚,谢锡善. 世界钢铁. 2013(02)
[10]Fe-Al金属间化合物抗氧化性能研究现状[J]. 康新婷,杨坤,迟煜頔,王建,王辉,李亚宁,王建永. 稀有金属材料与工程. 2012(S2)
博士论文
[1]超（超）临界电站锅炉氧化皮生成剥落机理及其防爆关键技术研究[D]. 刘定平.华南理工大学 2012
硕士论文
[1]以集输管线钢为基的渗铝层物相控制研究[D]. 叶晶.西安石油大学 2013
[2]1Cr11MoNiW1VNbN不锈钢Al-Si涂层组织结构及抗高温氧化性能研究[D]. 屈文娟.哈尔滨工程大学 2011
[3]SG-220t锅炉水冷壁爆管机理及预防措施研究[D]. 梅巍.华北电力大学（北京） 2011
本文编号：3723547
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 9Cr-3W-3Co耐热钢的研发
1.3 Fe-Al渗层的制备
1.3.1 铝和铝化物的抗高温氧化性能
1.3.2 Fe-Al渗层的相组成
1.3.3 Fe-Al渗层的制备方法
1.4 国内外研究现状
1.4.1 国内研究进展
1.4.2 国外研究进展
1.5 本课题主要研究内容及技术路线
1.5.1 课题研究内容
1.5.2 技术路线
第二章 实验材料及方法
2.1 实验仪器
2.2 实验材料
2.3 实验方法
2.3.1 渗铝实验
2.3.2 高温水蒸汽氧化测试
2.3.3 试样的组织形貌观察及分析
2.3.4 渗铝层的显微硬度
2.3.5 氧化动力学分析
第三章 渗铝工艺参数对涂层形貌与厚度的影响
3.1 渗铝温度的影响
3.2 渗铝时间的影响
3.3 渗剂中Al含量的影响
3.4 活化剂含量的影响
3.5 渗铝层的显微硬度
3.6 本章小结
第四章 Fe Al涂层的抗高温水蒸汽氧化性能
4.1 氧化前渗层的形貌
4.2 试样的抗水蒸汽氧化性能
4.2.1 氧化后试样的宏观形貌
4.2.2 氧化动力学曲线
4.2.3 氧化后试样的微观形貌
4.3 分析讨论
4.3.1 无涂层试样的高温蒸汽氧化
4.3.2 渗铝试样的高温蒸汽氧化
4.4 本章小结
第五章 总结
参考文献
硕士期间发表论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]T91钢表面低温渗层的动力学行为[J]. 朱阳存,刘光明,董猛,张民强,杨华春,汪元奎. 材料热处理学报. 2018(10)
[2]《能源发展“十三五”规划》正式发布[J]. 本刊编辑部. 电力需求侧管理. 2017(01)
[3]碳钢粉末包埋低温渗铝工艺的研究进展[J]. 孟堃,刘忠,王远,于晓华,李杨. 热加工工艺. 2016(24)
[4]表面改性对Super304H钢在650℃饱和蒸汽中氧化行为的影响[J]. 乐明,王弘喆,于在松,鲁金涛,杨珍,上官晓峰,谷月峰. 热力发电. 2016(11)
[5]渗铝温度对Ti2AlNb合金高温抗氧化性能的影响[J]. 任蓓蕾,缪强,梁文萍,王力,胡荣耀,陆海峰. 材料热处理学报. 2015(12)
[6]稀土添加剂对N80套管钢低温渗铝层的影响[J]. 陈辉,俞嘉诚,王彦鹏,黄敏,王宇. 热处理技术与装备. 2015(05)
[7]激光喷丸与渗铝复合工艺提高K417合金力学性能研究[J]. 焦阳,何卫锋,孙岭,周留成,聂祥樊,罗思海,李靖. 红外与激光工程. 2015(08)
[8]渗铝涂层对耐热钢T91的高温防护研究[J]. 秦董礼,李雪真,张轲,鲁捷,辛士刚,张洪波. 沈阳师范大学学报(自然科学版). 2015(02)
[9]世界700℃等级先进超超临界电站关键高温材料[J]. 迟成宇,于鸿垚,谢锡善. 世界钢铁. 2013(02)
[10]Fe-Al金属间化合物抗氧化性能研究现状[J]. 康新婷,杨坤,迟煜頔,王建,王辉,李亚宁,王建永. 稀有金属材料与工程. 2012(S2)
博士论文
[1]超（超）临界电站锅炉氧化皮生成剥落机理及其防爆关键技术研究[D]. 刘定平.华南理工大学 2012
硕士论文
[1]以集输管线钢为基的渗铝层物相控制研究[D]. 叶晶.西安石油大学 2013
[2]1Cr11MoNiW1VNbN不锈钢Al-Si涂层组织结构及抗高温氧化性能研究[D]. 屈文娟.哈尔滨工程大学 2011
[3]SG-220t锅炉水冷壁爆管机理及预防措施研究[D]. 梅巍.华北电力大学（北京） 2011
本文编号：3723547
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