强流脉冲电子束表面改性FeCrAl涂层的显微组织及耐高温腐蚀性能研究

发布时间：2024-03-31 15:44

　　目的改善FeCrAl涂层表面组织,提高其耐高温盐溶液腐蚀性能。方法用电弧喷涂方法在45碳钢表面制备FeCrAl(Cr 25.5%,Al 5.5%,Fe余量)涂层。用强流脉冲电子束(HCPEB)对FeCrAl涂层进行表面改性处理,工作参数为:脉冲宽度200μs,能量密度分别为20、25、30、40 J/cm²。处理脉冲次数均为1次。通过金相显微镜和扫描电子显微镜对改性层形貌进行分析,通过电子探针方法测量改性前后涂层中Fe、Cr、Al和O元素的分布变化,利用X射线衍射分析对比改性层的相成分组成。在温度650℃下,以Na₂SO₄+K₂SO₄饱和盐溶液为腐蚀介质,测试FeCrAl涂层的高温腐蚀性能,并对腐蚀表面形貌进行分析。结果 HCPEB处理FeCrAl涂层发生表层重熔,原始粗糙疏松的涂层组织变得光滑致密,表面出现分离的球冠状凸起,凸起内部由排列紧密的Fe-Cr柱状晶组成,Al元素向凸起结构的表面和周围凹陷处聚集。随HCPEB处理能量密度增大,凸起结构尺寸增加,涂层表面的Fe

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【部分图文】：

图1电弧喷涂FeCrAl涂层组织形貌

图2为经HCPEB处理的FeCrAl涂层表面形貌。可以看到，经HCPEB处理后，原始涂层表面的松散颗粒状结构转变为分离的包状凸起，表面总体变得致密光滑，在凸起边缘均可观察到少量裂纹产生。随使用能量密度的增加，表面凸起结构尺寸逐渐增大。关于原始涂层表面粗糙度优化控制，还将在后续研究....

图2HCPEB处理FeCrAl涂层表面SEM形貌

图1电弧喷涂FeCrAl涂层组织形貌图3为经HCPEB处理的FeCrAl涂层截面组织形貌。可以看出，涂层表面已发生明显重熔，形成不连续的球冠状起伏结构，凸起之间的涂层厚度减小。凸起内部能观察到致密的柱状晶组织，晶粒沿与涂层近似垂直方向排列。与表面观察的结果一致，球冠状凸起的体积....

图3HCPEB重熔处理FeCrAl涂层截面金相形貌

图3为经HCPEB处理的FeCrAl涂层截面组织形貌。可以看出，涂层表面已发生明显重熔，形成不连续的球冠状起伏结构，凸起之间的涂层厚度减小。凸起内部能观察到致密的柱状晶组织，晶粒沿与涂层近似垂直方向排列。与表面观察的结果一致，球冠状凸起的体积和突出高度都会随着入射电子束能量密度的....

图4电弧喷涂FeCrAl涂层截面EPMA面扫描结果

图6为原始FeCrAl涂层和经HCPEB不同能量参数处理的样品的X射线衍射分析结果。原始涂层主要由Fe-Cr相构成，含有少量的Fe2O3和α-Al2O3相成分。经HCPEB处理后，对应Fe-Cr相的衍射峰无明显变化，Fe2O3相的衍射峰值消失，α-Al2O3相的衍射峰有所增强。F....

本文编号：3944148