3种热喷涂涂层在模拟气氛/煤灰环境下的热腐蚀及失效行为

熊义¹，刘光明¹，占阜元²，毛晓飞³，罗钦²，洪嘉¹，倪进飞⁴，刘永强¹

1. 南昌航空大学材料科学与工程学院2. 国家能源集团丰城发电有限公司3. 国电科学技术研究院有限公司4. 广州特种承压设备检测研究院

摘 要：采用超音速火焰喷涂技术在T91钢表面制备了45CT、NiCr/Cr₃C₂和NiCrAlY 3种涂层。在T91钢和3种涂层表面涂覆37.5%Na₂SO₄+37.5%K₂SO₄+15%Fe₂O₃+10%SiO₂的合成煤灰后通入模拟烟气在750℃下进行腐蚀,获得腐蚀动力学曲线,腐蚀200 h后观察涂层腐蚀前后厚度变化。采用XRD、SEM、EDS对高温腐蚀产物成分、结构、形貌进行分析。结果表明,T91钢腐蚀非常严重,腐蚀产物大量剥落。3种涂层在腐蚀前期均表现为增重,而在腐蚀后期均存在失重现象。经过200 h腐蚀后,45CT、NiCr/Cr₃C₂和NiCrAlY涂层分别减薄25、112.7和93.1μm。T91钢腐蚀后表面残留的腐蚀产物主要为Fe₂O₃。45CT涂层表面主要的腐蚀产物相为Cr₂O₃,而NiCr/Cr₃C₂和NiCrAlY的腐蚀产物为Cr₂O₃和NiCr₂O₄。所有样品表层腐蚀产物中不同程度均嵌入了煤灰粒子。腐蚀介质会通过涂层扩散到涂层/基体界面导致基体一侧发生腐蚀。45CT、NiCr/Cr₃C₂涂层样品基体处腐蚀严重导致涂层/基体开裂,而NiCrAlY涂层由于孔隙率较低,以及稀土效应,界面的基体侧腐蚀轻微,未出现裂纹。

关键词：45CT;NiCr/Cr₃C₂;NiCrAlY;热喷涂涂层;热腐蚀;