CN109023009A - 一种耐高温氧化的热喷涂合金及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于热喷涂合金技术领域,具体涉及一种耐高温氧化的热喷涂合金及其制备方法和应用,所述合金材料的化学成分的质量百分比为:Cr:45~49%,Ti:2~3%,Mn:1.5~2%,Fe:4~9%,Si:0.5~1%,P:0.02~0.05%,C:0.02~0.05%,稀土:0.1~0.3%,余量为Ni和微量杂质;制备方法包括:选料、真空熔化、精炼、水平连铸、连轧、连拔;采用大气等离子体喷涂技术在锅炉四管表面喷涂形成厚度为50~300μm的合金涂层。本发明的合金形成的涂层具有较好的耐高温氧化、强度高、抗烟气腐蚀和粒子冲刷性能优异,与金属基材具有较高的结合强度,能够有效提高基材的服役寿命,制备方法简单易于操作,环保无污染,能耗和成本低。
Description
技术领域
本发明属于热喷涂合金技术领域,具体涉及一种耐高温氧化的热喷涂合金及其制备方法和应用。
背景技术
腐蚀影响范围广泛,给国民经济带来巨大的经济损失。20世纪50年代前腐蚀的定义只局限于金属腐蚀。从50年代以后,许多权威的腐蚀学者或研究机构倾向于把腐蚀的定义扩大到所有的材料。但通常还是指金属的损坏。因为金属及其合金至今仍然是最重要的结构材料,所以金属腐蚀还是最引人注意的问题之一。腐蚀的巨大危害不仅体现在经济损失上,它还会带来惨重的人员伤亡、环境污染、资源浪费、阻碍新技术的发展和促进自然资源的损耗。
镍基合金是指以镍为基并含有合金元素,且能在一些介质中耐腐蚀的合金。镍基合金焊丝具有耐活泼性气体,耐苛性介质,耐还原性酸介质腐蚀的良好性能,又具有强度高,塑性好,可冷热变形和加工成型及可焊接的特点,因此,广泛应用于石油化工,冶金,原子能,海洋开发,航空,航天等工业中,解决一般不锈钢和其他金属,非金属材料无法解决的工程腐蚀问题,是一种非常重要的耐腐蚀金属材料。
热喷涂是一种表面强化技术,是表面工程技术的重要组成部分,一直是我国重点推广的新技术项目.它是利用某种热源(如电弧、等离子喷涂或燃烧火焰等)将粉末状或丝状的金属或非金属材料加热到熔融或半熔融状态,然后借助焰留本身或压缩空气以一定速度喷射到预处理过的基体表面,沉积而形成具有各种功能的表面涂层的一种技术。热喷涂合金焊丝是一种性能优良的结合底层材料,在线材火焰喷涂中起着重要的作用。在喷涂过程中,复合丝的组成元素之间发生放热反应,提高了喷涂粒子的温度,可与多种金属基体形成“微冶金”结合。涂层致密、耐高温、耐热冲击。可用作航空、冶金、有色、交通、化工等领域各类零部件喷涂层的结合底层。另外,镍铬复合涂层本身还具有较好的抗高温氧化性能,可直接作为工作层使用。
利用煤的燃烧来带动火力发电系统目前已成为电力提供的主要途径之一,这其中至关重要的就是火力发电机组,但是,火力发电机组所处的环境恶劣,烟气侧的煤灰容易沉积在管表面,熔盐的存在会加速金属基材管的腐蚀,煤的含硫量高时,受热面外部沉积物的化学构成更易于促成高温腐蚀的发生;不可燃硫在高温下生成的硫酸盐混入灰分中熔覆与管壁表面,导致管壁有效厚度减薄,有效承载能力下降,使基体不再具有所要求的高温机械性能。在高温含硫气氛下和粒子冲刷的恶劣环境,火力发电机机组的锅炉热腐蚀是导致机组部件失效的主要因素之一,锅炉四管的表面高温腐蚀问题限制了火电机组的有效运行,缩短了机组的服役寿命,影响火电机组的广泛使用。
发明内容
针对现有技术存在的问题,本发明的目的在于提供一种耐高温氧化的热喷涂合金(QDYC45),其形成的涂层具有较好的耐高温氧化、强度高、抗烟气腐蚀和粒子冲刷性能优异,并且与金属基材具有较高的结合强度,能够有效提高金属基材的服役寿命。
本发明的另一目的在于提供一种耐高温氧化的热喷涂合金的制备方法和应用。
为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种耐高温氧化的热喷涂合金,所述合金材料的化学成分的质量百分比为:Cr:45~49%,Ti:2~3%,Mn:1.5~2%,Fe:4~9%,Si:0.5~1%,P:0.02~0.05%,C:0.02~0.05%,稀土:0.1~0.3%,余量为Ni和微量杂质,各组分的质量百分比之和为100%;
所述的稀土中,按质量百分比包含以下组分:Eu:5~5.5%,Pr:12~14%,Y:3.5~5.5%,Ac:7~9%,Nd:5.5~6.5%,Sm:10~13%,Ce:15~18%,Lu:11~14%,余量为La。
进一步,上述一种耐高温氧化的热喷涂合金的制备方法,具体包括如下步骤:
1)、选料:Cr:45~49%,Ti:2~3%,Mn:1.5~2%,Fe:4~9%,Si:0.5~1%,P:0.02~0.05%,C:0.02~0.05%,稀土:0.1~0.3%,余量为Ni和微量杂质,原材料表面应清洁,无油,无锈和无氧化色;
2)、真空熔化:将上述原料放入真空炉中熔化,采用高真空度0.3~0.5Pa、低功率60-85KW熔化,设置温度为1250~1280℃,保温1~2h;
3)、精炼:利用VOD进行炉外精炼,净化钢水,使用真空吹氧技术脱碳和脱硫,达到S≤0.001%,并进行中间包浇铸;
4)、水平连铸:对中间包钢水进一步精炼,采用超声和离心流动中间包,净化钢水,消除气孔,惰性气流加热防氧化,利用红外检测技术实时测定钢水温度1200~1230℃,铸坯出结晶器温度1090~1120℃;
5)、连轧:水平连铸钢坯经冷却后在温度为930~960℃开始进行轧制;
6)、连拔:在1050℃~1080℃进行保护气氛退火处理,进行拉拔-退火-拉拔循环工艺,获得热喷涂合金焊丝。
进一步,上述步骤3)所述的利用VOD在1275~1300℃进行炉外精炼,在1150~1175℃进行中间包浇铸。
进一步,上述步骤4)所述的惰性气流为氦气或氩气中的一种,纯度≥99.9%。
进一步,上述步骤6)所述的保护气氛为氮气,纯度≥99.9%。
进一步,上述步骤6)所述的热喷涂合金焊丝的直径在1.6~2mm之间。
进一步,一种耐高温氧化的热喷涂合金的应用,采用大气等离子体喷涂技术在基材表面喷涂形成厚度为50~300μm的合金涂层。
进一步,上述所述大气等离子体喷涂技术的工艺参数包括:等离子气体氩气流量为45~60slpm,等离子气体氢气流量为5~8slpm,喷涂电流为450~650A,电压为55~85V。
进一步,上述所述基材为锅炉的水冷壁管、过热器管、再热器管和省煤器管。
与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:
(1)本发明的一种耐高温氧化的热喷涂合金(QDYC45),加入Cr和Ni元素,能提高其耐磨才能力和增加其强度,提高其熔点,增加抗高温的能力;加入Ti元素,能提高耐腐蚀性和强度,承受冲击负荷;Si可以促使涂层中玻璃相的形成,从而增大涂层的致密度,阻挡腐蚀介质的渗入;Mn能够进一步提高合金涂层的耐高温氧化性能和抗腐蚀性能,此外,Si、Mn还有助于提高涂层的结合性能和抗结焦性能;加入P元素,能细化晶粒和降低其过热敏感性及回火脆性,提高强度,可提高抗大气腐蚀及高温下抗氢、氮、氨腐蚀;同时还加入了稀土元素,在锻造过程中形成致密的晶粒,并且分布均匀,增加其强度,改善其综合性能,产生意想不到的技术效果。
(2)本发明的一种耐高温氧化的热喷涂合金的制备方法,通过合理的选料,保证了基质的化学成分稳定,可以减少原料纯化工艺,提高效率,降低成本;利用VOD进行炉外精炼,保证了冶炼的质量,并且在真空脱气炉进行脱气,用氩气或氦气保护模铸,避免了产品中产生气孔,进一步提高产品的质量,将锻造好的毛坯进行连轧和连拔,改善合金的铸态组织,增强了材料的致密性和促成基体结合,从而有效的提高了高温抗氧化性和耐腐蚀性。
(3)本发明的一种耐高温氧化的热喷涂合金的应用,采用大气等离子体喷涂技术在锅炉四管喷涂形成厚度为50~300μm的合金涂层,涂层厚度均匀,致密性好,具有较好的耐高温氧化、强度高、抗烟气腐蚀和粒子冲刷性能优异,并且与金属基材具有较高的结合强度,能够有效提高金属基材的服役寿命。
具体实施方式
现在结合实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
一种耐高温氧化的热喷涂合金,所述合金材料的化学成分的质量百分比为:Cr:45%,Ti:2%,Mn:1.5%,Fe:6.5%,Si:0.8%,P:0.03%,C:0.03%,稀土:0.3%,余量为Ni和微量杂质,各组分的质量百分比之和为100%;
所述的稀土中,按质量百分比包含以下组分:Eu:5.5%,Pr:14%,Y:4.5%,Ac:7%,Nd:6.5%,Sm:12%,Ce:15%,Lu:13%,余量为La。
一种耐高温氧化的热喷涂合金的制备方法,具体包括如下步骤:
1)、选料:Cr:45%,Ti:2%,Mn:1.5%,Fe:5%,Si:0.8%,P:0.03%,C:0.03%,稀土:0.3%,余量为Ni和微量杂质,原材料表面应清洁,无油,无锈和无氧化色;
2)、真空熔化:将上述原料放入真空炉中熔化,采用高真空度0.3~0.5Pa、低功率60-85KW熔化,设置温度为1250℃,保温2h;
3)、精炼:利用VOD进行温度为1300℃炉外精炼,净化钢水,使用真空吹氧技术脱碳和脱硫,达到S≤0.001%,并进行温度为1175℃中间包浇铸;
4)、水平连铸:对中间包钢水进一步精炼,采用超声和离心流动中间包,净化钢水,消除气孔,纯度≥99.9%的氦气气流加热防氧化,利用红外检测技术实时测定钢水温度1200℃,铸坯出结晶器温度1090℃;
5)、连轧:水平连铸钢坯经冷却后在温度为950℃开始进行轧制;
6)、连拔:在纯度≥99.9%的氮气气氛下,温度为1065℃进行退火处理,进行拉拔-退火-拉拔循环工艺,获得直径为1.8mm的热喷涂合金焊丝。
一种耐高温氧化的热喷涂合金的应用,采用大气等离子体喷涂技术在锅炉四管表面喷涂形成厚度为50μm的合金涂层。大气等离子体喷涂技术的工艺参数包括:等离子气体氩气流量为60slpm,等离子气体氢气流量为8slpm,喷涂电流为650A,电压为85V。
将所得的试样热100次(900℃~室温)对试样进行结合强度测试,热震后,涂层完好,无裂纹、剥落等现象。对热震后试样进行结合强度测试,测试值为64.5±2.0MPa。涂层热导率为20.5W/(m·K)(600℃),表明涂层具有较好的导热性能,涂层在空气介质中,900℃试验100h的氧化增重为0.31g/cm2,表明涂层具有良好的耐高温氧化性能。
实施例2
一种耐高温氧化的热喷涂合金,所述合金材料的化学成分的质量百分比为:Cr:46.5%,Ti:3%,Mn:1.8%,Fe:4%,Si:1%,P:0.05%,C:0.02%,稀土:0.1%,余量为Ni和微量杂质,各组分的质量百分比之和为100%;
所述的稀土中,按质量百分比包含以下组分:Eu:5.2%,Pr:12%,Y:3.5%,Ac:9%,Nd:6%,Sm:10%,Ce:16.5%,Lu:11%,余量为La。
一种耐高温氧化的热喷涂合金的制备方法,具体包括如下步骤:
1)、选料:Cr:46.5%,Ti:3%,Mn:1.8%,Fe:4%,Si:1%,P:0.05%,C:0.02%,稀土:0.1%,余量为Ni和微量杂质,原材料表面应清洁,无油,无锈和无氧化色;
2)、真空熔化:将上述原料放入真空炉中熔化,采用高真空度0.3~0.5Pa、低功率60-85KW熔化,设置温度为1280℃,保温1h;
3)、精炼:利用VOD进行温度为1275℃炉外精炼,净化钢水,使用真空吹氧技术脱碳和脱硫,达到S≤0.001%,并进行温度为1150℃中间包浇铸;
4)、水平连铸:对中间包钢水进一步精炼,采用超声和离心流动中间包,净化钢水,消除气孔,纯度≥99.9%的氩气气流加热防氧化,利用红外检测技术实时测定钢水温度1230℃,铸坯出结晶器温度1120℃;
5)、连轧:水平连铸钢坯经冷却后在温度为960℃开始进行轧制;
6)、连拔:在纯度≥99.9%的氮气气氛下,温度为1050℃进行退火处理,进行拉拔-退火-拉拔循环工艺,获得直径为1.6mm的热喷涂合金焊丝。
一种耐高温氧化的热喷涂合金的应用,采用大气等离子体喷涂技术在锅炉四管表面喷涂形成厚度为150μm的合金涂层。大气等离子体喷涂技术的工艺参数包括:等离子气体氩气流量为55slpm,等离子气体氢气流量为6.5slpm,喷涂电流为550A,电压为65V。
将所得的试样热100次(900℃~室温)对试样进行结合强度测试,热震后,涂层完好,无裂纹、剥落等现象。对热震后试样进行结合强度测试,测试值为61.5±1.5MPa。涂层热导率为19.8W/(m·K)(600℃),表明涂层具有较好的导热性能,涂层在空气介质中,900℃试验100h的氧化增重为0.35g/cm2,表明涂层具有良好的耐高温氧化性能。
实施例3
一种耐高温氧化的热喷涂合金,所述合金材料的化学成分的质量百分比为:Cr:49%,Ti:2.5%,Mn:2%,Fe:9%,Si:0.5%,P:0.02%,C:0.05%,稀土:0.2%,余量为Ni和微量杂质,各组分的质量百分比之和为100%;
所述的稀土中,按质量百分比包含以下组分:Eu:5%,Pr:13%,Y:5.5%,Ac:8%,Nd:5.5%,Sm:13%,Ce:18%,Lu:14%,余量为La。
一种耐高温氧化的热喷涂合金的制备方法,具体包括如下步骤:
1)、选料:Cr:49%,Ti:2.5%,Mn:2%,Fe:9%,Si:0.5%,P:0.02%,C:0.05%,稀土:0.2%,余量为Ni和微量杂质,原材料表面应清洁,无油,无锈和无氧化色;
2)、真空熔化:将上述原料放入真空炉中熔化,采用高真空度0.3~0.5Pa、低功率60-85KW熔化,设置温度为1265℃,保温1.5h;
3)、精炼:利用VOD进行温度为1290℃炉外精炼,净化钢水,使用真空吹氧技术脱碳和脱硫,达到S≤0.001%,并进行温度为1160℃中间包浇铸;
4)、水平连铸:对中间包钢水进一步精炼,采用超声和离心流动中间包,净化钢水,消除气孔,纯度≥99.9%的氦气气流加热防氧化,利用红外检测技术实时测定钢水温度1215℃,铸坯出结晶器温度1110℃;
5)、连轧:水平连铸钢坯经冷却后在温度为930℃开始进行轧制;
6)、连拔:在纯度≥99.9%的氮气气氛下,温度为1080℃进行退火处理,进行拉拔-退火-拉拔循环工艺,获得直径为2mm的热喷涂合金焊丝。
一种耐高温氧化的热喷涂合金的应用,采用大气等离子体喷涂技术在锅炉四管表面喷涂形成厚度为300μm的合金涂层。大气等离子体喷涂技术的工艺参数包括:等离子气体氩气流量为45slpm,等离子气体氢气流量为5slpm,喷涂电流为450A,电压为55V。
将所得的试样热100次(900℃~室温)对试样进行结合强度测试,热震后,涂层完好,无裂纹、剥落等现象。对热震后试样进行结合强度测试,测试值为60.5±3.5MPa。涂层热导率为19.8W/(m·K)(600℃),表明涂层具有较好的导热性能,涂层在空气介质中,900℃试验100h的氧化增重为0.39g/cm2,表明涂层具有良好的耐高温氧化性能。
对比例1-3均与实施例1进行比较
对比例1
一种耐高温氧化的热喷涂合金,所述合金材料的化学成分的质量百分比为:Cr:44%,Ti:2%,Mn:1.5%,Fe:6.5%,Si:0.8%,P:0.03%,C:0.03%,稀土:0.3%,余量为Ni和微量杂质,各组分的质量百分比之和为100%;
所述的稀土中,按质量百分比包含以下组分:Eu:5.5%,Pr:14%,Y:4.5%,Ac:7%,Nd:6.5%,Sm:12%,Ce:15%,Lu:13%,余量为La。
一种耐高温氧化的热喷涂合金的制备方法,具体包括如下步骤:
1)、选料:Cr:44%,Ti:2%,Mn:1.5%,Fe:5%,Si:0.8%,P:0.03%,C:0.03%,稀土:0.3%,余量为Ni和微量杂质,原材料表面应清洁,无油,无锈和无氧化色;
2)、真空熔化:将上述原料放入真空炉中熔化,采用高真空度0.3~0.5Pa、低功率60-85KW熔化,设置温度为1250℃,保温2h;
3)、精炼:利用VOD进行温度为1300℃炉外精炼,净化钢水,使用真空吹氧技术脱碳和脱硫,达到S≤0.001%,并进行温度为1175℃中间包浇铸;
4)、水平连铸:对中间包钢水进一步精炼,采用超声和离心流动中间包,净化钢水,消除气孔,纯度≥99.9%的氦气气流加热防氧化,利用红外检测技术实时测定钢水温度1200℃,铸坯出结晶器温度1090℃;
5)、连轧:水平连铸钢坯经冷却后在温度为950℃开始进行轧制;
6)、连拔:在纯度≥99.9%的氮气气氛下,温度为1065℃进行退火处理,进行拉拔-退火-拉拔循环工艺,获得直径为1.8mm的热喷涂合金焊丝。
一种耐高温氧化的热喷涂合金的应用,采用大气等离子体喷涂技术在锅炉四管表面喷涂形成厚度为50μm的合金涂层。大气等离子体喷涂技术的工艺参数包括:等离子气体氩气流量为60slpm,等离子气体氢气流量为8slpm,喷涂电流为650A,电压为85V。
将所得的试样热100次(900℃~室温)对试样进行结合强度测试,热震后,涂层完好,无裂纹、剥落等现象。对热震后试样进行结合强度测试,测试值为51.8±2.0MPa,相比于实施例1强度下降。涂层热导率为16.5W/(m·K)(600℃),相比于实施例1导热性能下降,涂层在空气介质中,900℃试验100h的氧化增重为0.69g/cm2,相比于实施例1耐高温氧化性能下降。
对比例2
一种耐高温氧化的热喷涂合金,所述合金材料的化学成分的质量百分比为:Cr:50%,Ti:2%,Mn:1.5%,Fe:6.5%,Si:0.8%,P:0.03%,C:0.03%,稀土:0.3%,余量为Ni和微量杂质,各组分的质量百分比之和为100%;
所述的稀土中,按质量百分比包含以下组分:Eu:5.5%,Pr:14%,Y:4.5%,Ac:7%,Nd:6.5%,Sm:12%,Ce:15%,Lu:13%,余量为La。
一种耐高温氧化的热喷涂合金的制备方法,具体包括如下步骤:
1)、选料:Cr:50%,Ti:2%,Mn:1.5%,Fe:5%,Si:0.8%,P:0.03%,C:0.03%,稀土:0.3%,余量为Ni和微量杂质,原材料表面应清洁,无油,无锈和无氧化色;
2)、真空熔化:将上述原料放入真空炉中熔化,采用高真空度0.3~0.5Pa、低功率60-85KW熔化,设置温度为1250℃,保温2h;
3)、精炼:利用VOD进行温度为1300℃炉外精炼,净化钢水,使用真空吹氧技术脱碳和脱硫,达到S≤0.001%,并进行温度为1175℃中间包浇铸;
4)、水平连铸:对中间包钢水进一步精炼,采用超声和离心流动中间包,净化钢水,消除气孔,纯度≥99.9%的氦气气流加热防氧化,利用红外检测技术实时测定钢水温度1200℃,铸坯出结晶器温度1090℃;
5)、连轧:水平连铸钢坯经冷却后在温度为950℃开始进行轧制;
6)、连拔:在纯度≥99.9%的氮气气氛下,温度为1065℃进行退火处理,进行拉拔-退火-拉拔循环工艺,获得直径为1.8mm的热喷涂合金焊丝。
一种耐高温氧化的热喷涂合金的应用,采用大气等离子体喷涂技术在锅炉四管表面喷涂形成厚度为50μm的合金涂层。大气等离子体喷涂技术的工艺参数包括:等离子气体氩气流量为60slpm,等离子气体氢气流量为8slpm,喷涂电流为650A,电压为85V。
将所得的试样热100次(900℃~室温)对试样进行结合强度测试,热震后,涂层完好,无裂纹、剥落等现象。对热震后试样进行结合强度测试,测试值为54.8±1.0MPa,相比于实施例1强度下降。涂层热导率为17.1W/(m·K)(600℃),相比于实施例1导热性能下降,涂层在空气介质中,900℃试验100h的氧化增重为0.71g/cm2,相比于实施例1耐高温氧化性能下降。
对比例3
一种耐高温氧化的热喷涂合金,所述合金材料的化学成分的质量百分比为:Cr:45%,Ti:2%,Mn:1.5%,Fe:6.5%,Si:0.8%,P:0.03%,C:0.03%,余量为Ni和微量杂质,各组分的质量百分比之和为100%;
一种耐高温氧化的热喷涂合金的制备方法,具体包括如下步骤:
1)、选料:Cr:45%,Ti:2%,Mn:1.5%,Fe:5%,Si:0.8%,P:0.03%,C:0.03%,余量为Ni和微量杂质,原材料表面应清洁,无油,无锈和无氧化色;
2)、真空熔化:将上述原料放入真空炉中熔化,采用高真空度0.3~0.5Pa、低功率60-85KW熔化,设置温度为1250℃,保温2h;
3)、精炼:利用VOD进行温度为1300℃炉外精炼,净化钢水,使用真空吹氧技术脱碳和脱硫,达到S≤0.001%,并进行温度为1175℃中间包浇铸;
4)、水平连铸:对中间包钢水进一步精炼,采用超声和离心流动中间包,净化钢水,消除气孔,纯度≥99.9%的氦气气流加热防氧化,利用红外检测技术实时测定钢水温度1200℃,铸坯出结晶器温度1090℃;
5)、连轧:水平连铸钢坯经冷却后在温度为950℃开始进行轧制;
6)、连拔:在纯度≥99.9%的氮气气氛下,温度为1065℃进行退火处理,进行拉拔-退火-拉拔循环工艺,获得直径为1.8mm的热喷涂合金焊丝。
一种耐高温氧化的热喷涂合金的应用,采用大气等离子体喷涂技术在锅炉四管表面喷涂形成厚度为50μm的合金涂层。大气等离子体喷涂技术的工艺参数包括:等离子气体氩气流量为60slpm,等离子气体氢气流量为8slpm,喷涂电流为650A,电压为85V。
将所得的试样热100次(900℃~室温)对试样进行结合强度测试,热震后,涂层完整,有细小裂纹、无剥落等现象。对热震后试样进行结合强度测试,测试值为50.5±1.5MPa,相比于实施例1结合强度性能下降明显。涂层热导率为17.5W/(m·K)(600℃),相比于实施例1导热性能下降,涂层在空气介质中,900℃试验100h的氧化增重为0.89g/cm2,相比于实施例1耐高温氧化性能下降明显。
以上述依据本发明的实施例为启示,通过上述的说明内容,相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内,进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容,必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (9)
1.一种耐高温氧化的热喷涂合金,其特征在于:所述合金材料的化学成分的质量百分比为:Cr:45~49%,Ti:2~3%,Mn:1.5~2%,Fe:4~9%,Si:0.5~1%,P:0.02~0.05%,C:0.02~0.05%,稀土:0.1~0.3%,余量为Ni和微量杂质,各组分的质量百分比之和为100%;
所述的稀土中,按质量百分比包含以下组分:Eu:5~5.5%,Pr:12~14%,Y:3.5~5.5%,Ac:7~9%,Nd:5.5~6.5%,Sm:10~13%,Ce:15~18%,Lu:11~14%,余量为La。
2.一种如权利要求1所述的耐高温氧化的热喷涂合金的制备方法,其特征在于:具体包括如下步骤:
1)、选料:Cr:45~49%,Ti:2~3%,Mn:1.5~2%,Fe:4~9%,Si:0.5~1%,P:0.02~0.05%,C:0.02~0.05%,稀土:0.1~0.3%,余量为Ni和微量杂质,原材料表面应清洁,无油,无锈和无氧化色;
2)、真空熔化:将上述原料放入真空炉中熔化,采用高真空度0.3~0.5Pa、低功率60-85KW熔化,设置温度为1250~1280℃,保温1~2h;
3)、精炼:利用VOD进行炉外精炼,净化钢水,使用真空吹氧技术脱碳和脱硫,达到S≤0.001%,并进行中间包浇铸;
4)、水平连铸:对中间包钢水进一步精炼,采用超声和离心流动中间包,净化钢水,消除气孔,惰性气流加热防氧化,利用红外检测技术实时测定钢水温度1200~1230℃,铸坯出结晶器温度1090~1120℃;
5)、连轧:水平连铸钢坯经冷却后在温度为930~960℃开始进行轧制;
6)、连拔:在1050℃~1080℃进行保护气氛退火处理,进行拉拔-退火-拉拔循环工艺,获得热喷涂合金焊丝。
3.如权利要求2所述的一种耐高温氧化的热喷涂合金的制备方法,其特征在于:步骤3)所述的利用VOD在1275~1300℃进行炉外精炼,在1150~1175℃进行中间包浇铸。
4.如权利要求2所述的一种耐高温氧化的热喷涂合金的制备方法,其特征在于:步骤4)所述的惰性气流为氦气或氩气中的一种,纯度≥99.9%。
5.如权利要求2所述的一种耐高温氧化的热喷涂合金的制备方法,其特征在于:步骤6)所述的保护气氛为氮气,纯度≥99.9%。
6.如权利要求2所述的一种耐高温氧化的热喷涂合金的制备方法,其特征在于:步骤6)所述的热喷涂合金焊丝的直径在1.6~2mm之间。
7.一种如权利要求1-6所述的耐高温氧化的热喷涂合金的应用,其特征在于:采用大气等离子体喷涂技术在基材表面喷涂形成厚度为50~300μm的合金涂层。
8.如权利要求7所述的一种耐高温氧化的热喷涂合金的应用,其特征在于:所述大气等离子体喷涂技术的工艺参数包括:等离子气体氩气流量为45~60slpm,等离子气体氢气流量为5~8slpm,喷涂电流为450~650A,电压为55~85V。
9.如权利要求7所述的一种耐高温氧化的热喷涂合金的应用,其特征在于:所述基材为锅炉的水冷壁管、过热器管、再热器管和省煤器管。
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