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近年来,包括中国在内的许多国家在大力发展垃圾焚烧计划,以减轻工业和生活垃圾对环境的压力,并提高其热利用率。但在焚烧垃圾过程中,设备的腐蚀问题日益突出,许多设备的实际寿命达不到设计水平,主要是因为垃圾焚烧过程中氯的腐蚀问题。本文采用电弧喷涂方法研制一种耐氯腐蚀电弧喷涂粉芯线材,用于解决在垃圾焚烧过程中循环流化床锅炉的高温氯腐蚀问题。实验证明,本课题通过喷涂粉芯线材制作的涂层具有优异的耐高温氯化腐蚀和抗高温氧化性能,可以应用在循环流化床锅炉水冷壁的高温防护领域,应用前景广阔。本文采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线仪(XRD)等测试手段对涂层的显微组织形貌、成分和常规性能进行了测试分析,并对涂层的耐腐蚀机理进行了研究。本研究获得的主要成果如下:1.采用不锈钢带包裹镍、铬、铝、钼以及稀土元素等金属元素,研制出综合性能最佳的E3粉芯线材,其650℃时抗氧化性能约为市售镍铬合金实心丝PS45的0.74倍,耐腐蚀性能约为PS45的0.67倍,耐腐蚀性能优良。其涂层结构均匀致密,显微硬度与PS45接近,为481HV0.1,涂层孔隙率较低,结合强度大于35MPa,综合性能优良。2.粉芯线材中随着Cr含量的增加涂层的抗氧化性能逐渐提高,Cr元素的抗氧化性能要好于Ni元素,在氯腐蚀环境下,Ni的耐腐蚀性能比Cr更为优异,Ni与Cr元素适当配比具有更好的综合性能。3.粉芯线材中Mo元素的增加降低了涂层的抗氧化性能。在氯腐蚀环境中适当Mo含量对耐氯腐蚀性能有一定的促进作用,在盐雾腐蚀环境中随着Mo含量的增加,涂层的耐氯离子腐蚀性能增大。4.稀土元素的添加对涂层的耐腐蚀性能有所提高,适量稀土元素的添加对涂层的耐腐蚀性有着明显的提高,但稀土元素需与其它合金元素相配合才能起到更好的耐腐蚀作用。5.高温氧化机理分析表明,涂层的抗氧化性主要是由于生成了比较连续的Cr2O3氧化膜和NiCr2O4等尖晶石状氧化物,将热腐蚀限制在平面内发展,使其难以向涂层纵深发展,从而降低了氧化速度,导致涂层的抗氧化性能的提高。6.涂层在氯化物盐中的耐蚀性随Cr含量的增加而得以改善,涂层中增加Cr含量提高其耐腐蚀性的主要原因为:一是主要有Cr2O3组成的连续致密均匀的氧化膜作用,二是尖晶石复合氧化物的填充作用,可以有效地减少反应物经过氧化膜微观通道导致局部腐蚀破坏的产生。7.当成分不均匀、致密性低的涂层置于中性盐雾腐蚀环境中,由于氯离子的侵蚀,涂层钝化膜的薄弱区或有缺陷的部位最先出现溶解,最容易产生点蚀现象。