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高铬铸钢激光表面强化与高温冲蚀性能研究

刘锐  
【摘要】: 电站锅炉煤粉燃烧器喷嘴,工作在较高的温度环境下,受到高速喷射的煤粉气流磨损,工作环境恶劣,易于磨损报废,影响锅炉的安全经济运行。因此,对锅炉喷嘴材料高铬铸钢进行激光熔覆的研究具有重要意义。通过采用激光技术对高铬铸钢进行了表面强化处理,分别深入研究了激光熔凝层和激光熔覆NiAl复合层的显微组织结构和成分分布的变化,研究了激光表面强化处理对高铬铸钢的高温冲蚀磨损性能的影响,得到耐高温冲蚀磨损性能的激光表面强化层,并且对高温下材料的冲蚀磨损机理进行分析研究。结果表明:高铬铸钢经激光熔凝强化后,晶粒得到极大的细化,组织和成分均匀化程度提高,熔凝层表层硬度比基材提高15%;激光熔覆层成型良好,实现了与基体的冶金结合,熔覆层的物相组成以NiAl金属间化合物为主,并且存在大量的孪晶和位错塞积,熔覆层表层硬度比基体提高了约50%;高铬铸钢激光熔覆强化层和熔凝强化层均比基材耐高温冲蚀磨损性能优异,并且,激光熔覆NiAl复合层抗冲蚀磨损性能明显优于高铬铸钢激光熔凝层,熔覆层以脆性冲蚀行为主,熔凝层存在塑性冲蚀行为;激光熔覆层高温下的冲蚀磨损机制为氧化影响的冲蚀,较低温度下,由于不能形成连续的氧化保护膜,涂层的冲蚀磨损为脆性剥落。


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