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循环流化床锅炉专用新型金属陶瓷涂层材料的研究

作　者: 贾焕丽
导　师: 孙宏飞
学　校: 山东科技大学
专　业: 材料学
关键词: 循环流化床锅炉金属陶瓷高温磨损电弧喷涂粉芯丝材
分类号: TK225
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

因高温磨蚀问题所引起的“四管”爆裂事故严重影响着循环流化床锅炉的安全运行，由此给社会带来了巨大的经济损失。因此，近年来，为解决这一难题，人们对锅炉四管的高温磨蚀问题给予了很多关注，采用热喷涂技术对锅炉四管进行防护和修复成为目前研究的热点之一。其中电弧喷涂技术由于其经济、高效、操作灵活等特点在锅炉四管的防护中显示出巨大的优势。本文根据循环流化床锅炉的工况条件和受热面管的失效机理，自行设计并研制出两个系列的金属／陶瓷粉芯线材——铁基Cr₃C₂型和铁基Cr₃C₂／B-Fe型粉芯线材，采用电弧喷涂技术制得了高性能涂层。运用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、透射电子显微镜（TEM）等现代分析手段研究了涂层的微观结构，进行了涂层结合强度、硬度、热震性等力学性能测试。结果表明：两系列的涂层组织致密，结合强度较高，抗热震性能良好，显示出良好的综合力学性能。本文还对比研究了铁基Cr₃C₂型、铁基Cr₃C₂／B-Fe型涂层和20g的磨粒磨损行为，分析探讨了涂层的磨损机理及各因素对涂层耐磨粒磨损性能的影响。试验结果表明，CrCB、CrC4两种材料具有较高的耐磨粒磨损性能，与锅炉用钢（20g）相比，CrCB涂层耐磨性能相当于20g的16倍左右，CrC4涂层相当于20g的10倍左右。高温冲蚀磨损试验表明，各涂层的冲蚀磨损行为介于塑性与脆性冲蚀之间，并以塑性磨损为主。其中CrC3涂层表现出优异的抗高温冲蚀磨损性能。另外，本文还对涂层和20g的热腐蚀性能进行了测试，结果显示，各涂层在650℃高温条件下的热腐蚀性能都明显的优于20g。

全文目录

声明  4
AFFIRMATION  4-5
摘要  5-6
Abstract  6-11
1 绪论  11-25
  1.1 课题的提出  11-13
  1.2 热喷涂技术及其在锅炉管道防护中的应用  13-16
  1.3 电弧喷涂技术和粉芯丝材的发展现状  16-24
  1.4 本课题的研究目的和内容  24-25
2 涂层设计与制备方案  25-34
  2.1 循环流化床锅炉管道防护涂层的性能要求  25-27
  2.2 涂层材料的选择  27-31
  2.3 涂层的制备方案  31-34
3 涂层性能测试方法及说明  34-38
  3.1 涂层显微组织分析试验  34
  3.2 涂层性能测试  34-38
4 涂层显微组织与基本力学性能的研究  38-58
  4.1 铁基Cr_3C_2型涂层显微组织及相结构  38-50
  4.2 铁基Cr_3C_2／B-Fe型涂层显微组织及相结构  50-54
  4.3 涂层一般力学性能的研究  54-58
5 涂层磨损性能的研究  58-76
  5.1 磨损概述  58-60
  5.2 涂层磨粒磨损性能的研究  60-69
  5.3 高温冲蚀磨损性能的研究  69-75
  5.4 小结  75-76
6 喷涂层热腐蚀性能的研究  76-80
  6.1 高温腐蚀概述  76-77
  6.2 试验方法和设备  77-78
  6.3 试验结果与分析  78-80
7 涂层在锅炉防护中的实际应用  80-81
8 结论与创新点  81-83
  8.1 结论  81-82
  8.2 创新点  82-83
9 对今后工作的建议  83-84
致谢  84-85
参考文献  85-88
攻读硕士学位期间发表的论文  88-89
中文详细摘要  89-99

循环流化床锅炉专用新型金属陶瓷涂层材料的研究

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