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超音速火焰喷涂耐锌腐蚀涂层材料研究

作　者: 谢天男
导　师: 李德元
学　校: 沈阳工业大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 超音速火焰喷涂沉没辊热镀锌失效机制
分类号: TG174.44
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

目前世界上防腐蚀钢铁制品大多都要进行热镀锌。热镀锌已经成为钢铁防腐蚀方面应用最基本、最广泛的方法,热镀锌钢板作为高附加值和高效节能产品,是产量增长最快的一类钢材。在热镀锌工艺温度(450～480℃)下,锌液与钢铁之间发生溶解腐蚀,使钢铁制沉没辊很快被蚀穿、报废,这是热镀锌行业最难解决的问题之一。沉没辊的频繁更换或维修,不仅降低了作业率,而且劳动强度高,给生产和操作带来诸多不便,同时大大增加了锌的消耗。本文研究了3种不同的Co基WC粉末制造的沉没辊表面涂层的金相形貌、孔隙率、结合强度、涂层硬度、耐锌液腐蚀能力及热震性能。通过观察涂层扫描电镜照片发现,涂层由Co基体以及WC硬质相颗粒组成。涂层中有2%面积的空隙。各涂层的结合强度以及硬度数值相近,并且足够满足镀锌生产要求。在450℃熔融锌液连续腐蚀试验中,由粒度分布均匀、形状圆润的WC-12Co热喷涂粉末制备的涂层有效保护母材超过15天,耐锌液腐蚀性能最好。通过对腐蚀试件金相照片、能谱及X射线衍射试验的分析而知,WC硬质相在熔融锌液中基本没有发生变化,涂层失效与基体的成分变化有很大关系。基体在锌液腐蚀下生成Co-Zn化合物,引发横向裂纹而导致涂层剥落是涂层失效的主要原因。在热震实验中,Co-Cr-WC涂层试件于第二十九次热冲击后首先失效。通过对失效试件金相形貌观察得知,涂层的高温韧性较差,反复热冲击下涂层中差生了横向裂纹,引发涂层脱落。综合所做试验得出结论,粒度均匀形状圆润的WC-12Co喷涂粉末所制备的涂层各方面性能最为优秀。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第一章绪论  9-19
  1.1 序言  9-10
  1.2 熔融锌液对材料腐蚀的研究现状  10-14
    1.2.1 熔融锌液对钢铁材料的腐蚀机理  10-11
    1.2.2 钢铁材料的化学成分对腐蚀的影响  11-14
  1.3 热镀锌辊件耐熔融锌液腐蚀的研究现状  14-17
  1.4 超音速火焰喷涂技术的研究现状  17-18
    1.4.1 超音速火焰喷涂技术的发展  17-18
  1.5 本课题主要研究内容  18-19
第二章涂层制备  19-24
  2.1 涂层材料  19-23
    2.1.1 喷涂粉末测试  19-23
  2.2 喷涂设备与工艺参数  23-24
第三章涂层金相实验  24-34
  3.1 涂层金相形貌分析  24-27
  3.2 涂层孔隙率分析  27-30
    3.2.1 A试件孔隙率测定  27-28
    3.2.2 B试件孔隙率测定  28-29
    3.2.3 C试件孔隙率测定  29-30
  3.3 结合强度分析  30-32
  3.4 显微硬度分析  32-34
第四章锌腐蚀实验  34-57
  4.1 锌腐蚀试件涂层金相形貌分析  34-45
    4.1.1 未喷涂不锈钢试件腐蚀情况  34-35
    4.1.2 5 天腐蚀试件金相分析  35-38
    4.1.3 10 天腐蚀试件金相分析  38-42
    4.1.4 15 天腐蚀试件金相分析  42-44
    4.1.5 20 天腐蚀试件金相分析  44-45
  4.2 锌腐蚀试件能谱分析  45-51
  4.3 锌腐蚀试件X射线衍射分析  51-56
  4.4 涂层失效机制分析  56-57
第五章热震实验  57-63
  5.1 1#热震试件金相形貌分析  59-60
  5.2 2#热震试件金相形貌分析  60-61
  5.3 3#热震试件金相形貌分析  61-63
第六章结论  63-64
参考文献  64-67
在学研究成果  67-68
致谢  68

超音速火焰喷涂耐锌腐蚀涂层材料研究

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