253MA不锈钢基体表面等离子喷涂高温抗氧化涂层性能研究

发布时间：2020-10-18 13:38

　　近年来,超超临界机组由于煤耗低、排放污染物少等优点,开始逐步取代传统的火力发电机组。然而在高温、高速飞灰冲刷的环境下,超超临界机组的组件(如高强声波除灰设备的发声号筒等)的使用寿命面临巨大挑战。为了解决该问题,必须对其中的高温合金材料的高温抗氧化性能和高温耐磨性能展开研究,并在工艺上进行优化。本论文主要采用等离子喷涂技术来提高合金的高温抗性。为了提高合金的高温抗性,首先,通过正交试验法设计优化等离子喷涂的工艺参数,得到最优工艺参数组合,并最终在253MA耐热奥氏体不锈钢基体表面制备得到NiCoCrAlY、NiCoCrAlY-Al2O3 和 NiCoCrAlY-ZrO2 三种涂层。其次,分别对以上获得的三种涂层进行高温氧化实验、高温摩擦磨损实验以及高温等离子体冲蚀实验,通过实验来模拟其在超超临界机组的实际工况,同时结合XRD、SEM以及EDS等表征手段对涂层的抗氧化机理、磨损机制和抗冲蚀机理进行分析,通过计算对涂层的抗氧化性能进行评定,探索涂层对基体高温性能的提升效果,为253MA接下来在超超临界机组高强声波除灰设备的发声号筒中的应用提供了理论参考。最终的实验结果表明,采用优化后的工艺参数制备得到涂层的结合强度较优化前涂层结合强度的最大值分别提高了 10.98%、4.35%、11.08%。此外,三种涂层均有效地提高了基体的高温性能,其中ZrO2涂层对基体的高温性能提升最大,具体如下:600℃下降低了基体24%的磨损率;800℃下达到了完全抗氧化的等级;1000℃下,降低了基体29%的氧化增重量和57%的冲蚀增重量。
【学位单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TG178
【部分图文】：

高温管式炉

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