陶瓷管道主要采用氧化鋯或者氧化鋁陶瓷材料燒結而成,具備優(yōu)異的耐磨、耐熱、抗機械和熱沖擊性能,容易焊接和安裝,特別適用于磨損、沖刷嚴重的物料輸送場合。那么應該怎樣提高陶瓷管道的組織性能呢?
1、電弧噴涂FeCrAl涂層的顯微組織呈典型的層狀結構,組織較致密,無明顯大孔隙,層狀顆粒之間存在少量氧化物膜和氣孔。FeCrAl涂層主要含Fe-Cr固溶體和少量A_2O_3。涂層的孔隙率約為10%,厚度范圍230~500μm,顯微硬度為270HV0.5。
2、熱處理對FeCrAl涂層的組織和孔隙率、顯微硬度有著顯著影響。涂層中有Fe_2O_3氧化物和AlFe相生成;涂層的孔隙率隨熱處理溫度升高先降低后增加;退火熱處理可使涂層組織分布均勻,而由于氧化程度較大導致顯微硬度提高。
3、FeCrAl涂層的抗高溫氧化性能優(yōu)于陶瓷管道,因為涂層中的Cr形成了Cr_2O_3為主的致密保護層。而陶瓷管道在680℃氧化100h后表面產物主要是Fe_2O_3,其疏松性不阻礙氧化反應快速進行。
4、FeCrAl涂層具有良好的抗熱震性能,而熱處理對抗熱震性能的改善是有利的。涂層和基體熱物理性能的差異導致在冷熱循環(huán)中涂層內部產生較大的熱應力,同時氧化加劇,導致了涂層的剝落。
5、陶瓷管道在熔融AC4C鋁液中發(fā)生熔損時,表面生成兩層Fe-Al金屬間化合物,其熔損過程由擴散。靜態(tài)熔損條件下,FeCrAl層通過避免鋁液與鋼的直接接觸、減緩金屬間化合物的生成及Fe向化合物的擴散過程來提高陶瓷管道的熔損抗力。
6、分別制備FeCrAl/Al和FeCrAl/熱浸鍍Al復合涂層。兩種涂層都含有Al和AlFe相。FeCrAl/Al層間主要是機械結合,熱處理使Al向內層擴散,反應生成金屬間化合物FeAl_3,擴散過程封閉了部分孔隙。FeCrAl/鍍Al層間發(fā)生冶金結合,熱處理使Al發(fā)生擴散并導致金屬間化合物層擴展,因氧化鋁的生成涂層抗高溫氧化性能更佳。
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