38、Cr25Ni20Si2合金表面复合搪瓷涂层的制备及高温性能研究
日期：25-11-18 时间：09:42 来源： 进口杀菌搪瓷钢板
38、Cr25Ni20Si2合金表面复合搪瓷涂层的制备及高温性能研究
5 全文总结
耐热钢如Cr25Ni20Si2，具有高的抗氧化性、高温强度和抗热疲劳性能。长期的实践表明，合金在热腐蚀条件下会出现早期失效。有研究表明：搪瓷具有耐高温氧化、酸性环境热腐蚀的特点，因此
在合金上施加合理的搪瓷涂层，对合金基体的抗高温氧化、耐腐蚀性能都有很大的提高。但是以往的搪瓷工艺主要是基于低碳钢研究的，对搪瓷钢板的成分 、组织形貌都是有一定要求的，因此研
究一种适合的搪瓷工艺，得到性能优越的搪瓷涂层，保证良好的结合力，将对合金抗高温氧化及热腐蚀性能的提高有很重要的意义。本文重点研究了： 1 、带有镍中间层的复合搪 瓷涂层的制备方
法；2、涂层抗高温氧化性能及机理研究；3、涂层抗热腐蚀性能及 机理研究。得到了以下结论：
(1)成功制备了质量良好、涂层与基体结合力较高的搪瓷/镀镍涂层。获得了较佳的制备工艺：控制镍层厚5μm 时，设定第一次烧成入炉温度为1000℃，时间5min。第二次烧成入炉温度950℃，时间
20min。
( 2 ) 经XRD分析，搪瓷层主要有NaAl(SiO₃)₂ 和SiO₂ 组成，有非晶成份即玻璃态物质。
(3)搪瓷/镀镍涂层与未镀镍搪瓷涂层的热震性能未见明显差异。
(4)通过900℃氧化试验表明合金氧化100h后表面氧化产物主要是Cr₂O₃、NiMn₂O₄。 搪瓷/镀镍涂层氧化100h后表面主要是NiFe₂O₄、Ni 、NaAl(SiO₃)₂、SiO₂ 。未镀镍搪瓷涂层在氧化100h后表面主
要有NaAl(SiO₃)₂ 和SiO₂ 组成，与未氧化前相比一致。
(5)通过对900℃下合金、搪瓷涂层及搪瓷/镀镍复合涂层的高温氧化性能试验研究表明：搪瓷涂层及复合搪瓷涂层的抗氧化性能明显优于Cr25Ni20Si2合金。合金在900℃下氧化100h后主要形成致密
的Cr₂O₃氧化膜，抗高温氧化性能良好。搪瓷/镀镍涂层与未镀镍搪瓷涂层在900℃下氧化100h后，涂层均未发生脱落，搪瓷层结构致密，能有效阻挡氧等向基体的扩散。
(6)在800℃、(25%NaCl+75%Na₂SO₄) 熔融盐中合金腐蚀40时后发生灾难性腐蚀，未镀镍搪瓷涂层主要以直接脱落方式丧失保护能力，腐蚀54h后涂层全部脱落，基体合金直接发生灾难性腐蚀，没
有孕育期。搪瓷/镀镍复合涂层则以物理减薄方式缓慢失效，在融盐中腐蚀80h后涂层减薄，仍具备有效的抗热腐蚀的能力。
(7)在800℃、(25%NaCl+75%Na₂SO₄) 熔融盐中合金的腐蚀动力学曲线偏离抛物线，腐蚀44h后表面主要生成是FeS、Cr₂O₃、Fe₂O₃、CrS、MnCr₂O₄，热腐蚀机理遵从硫化一碱融机理进行。搪瓷/
镀镍涂层腐蚀60h后表面经XRD分析，对比腐蚀前分析相仍为SiO₂、NaAl(SiO₃)₂。
(8)搪瓷涂层可提高合金的抗热腐蚀能力30%，而搪瓷/镀镍复合涂层可提高合金抗热腐蚀能力100% 以上。搪瓷/镀镍复合涂层的中间层镍对合金基体与搪瓷涂层的结合力提高有很大贡献，可以有
效防止搪瓷涂层在热腐蚀过程中脱落，确保搪瓷/镀镍复合涂层持续为基体提供抗热腐蚀的能力，搪瓷/镀镍复合涂层的抗热腐蚀能力明显优于搪瓷涂层。
