沉浸輥耐鋅鋁腐蝕涂層的耐蝕性能研究
本文關(guān)鍵詞:沉浸輥耐鋅鋁腐蝕涂層的耐蝕性能研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:目前世界上普遍采用熱鍍鋅、鋁來提高鋼鐵制品的使用壽命,但此項工藝對所使用的設(shè)備要求非?量獭_@是由于熔融的鋅、鋁會對鋼鐵沉浸輥、液態(tài)金屬承裝槽等鋼鐵制品造成腐蝕,進而導(dǎo)致其失效。因此,沉沒輥需要經(jīng)常更換及維修,這不僅降低了生產(chǎn)效率也提高了生產(chǎn)成本。工業(yè)上有使用耐蝕性較強的金屬來制作沉沒輥,但整體費用較高。采用基體表面覆蓋防護涂層的方法,可以有效提高生產(chǎn)效率和控制成本。實驗選用Al2O3-17%TiO2、ZrO2-8%Y2O3、NiCr-Cr3C2和Mo四種粉末,研究噴涂后的涂層對Zn-55wt%Al熔融金屬液的耐腐蝕性。粘結(jié)層金屬NiCrAlY采用超音速火焰噴涂方法沉積到碳鋼試件上,隨后上述四種材料采用等離子噴涂方法噴涂其上,制備出涂層。將試件放入570℃熔融鋅鋁液中,觀察腐蝕過程。采用掃描電子顯微鏡對腐蝕前后的試件進行組織觀察,利用能譜分析鋅鋁液體滲入涂層程度,使用Image-J圖像處理軟件計算涂層的孔隙率,使用X射線衍射儀檢測涂層中新生成相并研究涂層失效機理。結(jié)果顯示,涂層與基體結(jié)合較好,僅Al2O3-17%TiO2涂層略差。ZrO2-8%Y2O3涂層的孔隙率最大,約為15.2%,Al2O3-17%TiO2、NiCr-Cr3C2和Mo涂層的孔隙率分別為5.3%,9.8%和1.8%。在570℃熔融Zn-55wt%Al的環(huán)境下,ZrO2-8%Y2O3涂層的耐腐蝕時間最長為12天,最終因熱震影響產(chǎn)生裂紋而失效。Mo涂層耐蝕時間其次,為10天,因氧化生成MoO3而失效。Al2O3-17%TiO2涂層耐蝕時間為9天,因產(chǎn)生裂紋最終失效。由于Ni在熔融金屬液中與Zn、Al發(fā)生反應(yīng),NiCr-Cr3C2涂層耐蝕時間僅為6天。經(jīng)過腐蝕試驗可以發(fā)現(xiàn),NiCr-Cr3C2涂層和Mo涂層不適合作為保護涂層。Al2O3-17%TiO2和ZrO2-8%Y2O3涂層的最長腐蝕時間都在10天左右,可以作為沉沒輥上的耐鋅、鋁腐蝕涂層使用。
【關(guān)鍵詞】:沉沒輥 耐鋅、鋁腐蝕涂層 超音速火焰噴涂 等離子噴涂
【學(xué)位授予單位】:沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號】:TG174.4
【目錄】:
- 摘要4-5
- Abstract5-9
- 第1章 緒論9-17
- 1.1 研究的意義9-10
- 1.2 熱噴涂技術(shù)10-13
- 1.2.1 熱噴涂原理及特點10-11
- 1.2.2 熱噴涂材料11
- 1.2.3 熱噴涂分類11-13
- 1.3 輥件的研究現(xiàn)狀13-16
- 1.3.1 熱鍍鋅用輥件13-14
- 1.3.2 耐腐蝕涂層的研究現(xiàn)狀14-16
- 1.4 研究目的16
- 1.5 實驗內(nèi)容16-17
- 第2章 實驗材料、設(shè)備和方法17-26
- 2.1 涂層材料的選擇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 實驗設(shè)備和方法22-26
- 2.2.1 實驗準(zhǔn)備22-23
- 2.2.2 噴涂設(shè)備與工藝參數(shù)23-25
- 2.2.3 實驗方案25-26
- 第3章 原始涂層分析26-42
- 3.1 原始涂層的形貌分析26-39
- 3.1.1 NiCrAlY打底層形貌分析26-28
- 3.1.2 Al_2O_3-17%TiO_2原始涂層28-32
- 3.1.3 ZrO_2-8%Y_2O_3原始涂層32-33
- 3.1.4 NiCr-Cr_3C_2原始涂層33-37
- 3.1.5 Mo原始涂層37-39
- 3.2 孔隙率測定39-42
- 第4章 鋅鋁腐蝕試驗42-70
- 4.1 鋅、鋁腐蝕試驗的涂層形貌以及能譜分析42-70
- 4.1.1 Al_2O_3-17%TiO_2涂層42-47
- 4.1.2 Al_2O_3-17%TiO_2涂層的失效分析47
- 4.1.3 ZrO_2-8%Y_2O_3涂層47-53
- 4.1.4 ZrO_2-8%Y_2O_3涂層的失效分析53
- 4.1.5 NiCr-Cr_3C_2涂層53-61
- 4.1.6 NiCr-Cr_3C_2涂層的失效分析61-62
- 4.1.7 Mo涂層62-68
- 4.1.8 Mo涂層的失效分析68-70
- 第5章 結(jié)論70-71
- 參考文獻71-74
- 在學(xué)研究成果74-75
- 致謝75
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