Prepararea acoperirilor de nichel-crom-crom-carbură prin pulverizare supersonică

Pulverizarea supersonică este o tehnologie avansată de inginerie a suprafețelor care utilizează jeturi de înaltă temperatură și viteză pentru a topi sau topi parțial materiale de acoperire și apoi le depune pe suprafața substratului la viteză mare pentru a forma un strat de acoperire de înaltă performanță. Printre acestea, straturile de acoperire din nichel-crom/carbură de crom preparate prin pulverizare supersonică cu flacără sunt utilizate în special pe scară largă în aplicații industriale.

I. Principii tehnice Tehnologia de pulverizare supersonică cu flacără utilizează arderea intensă a combustibilului (cum ar fi kerosenul, propanul sau hidrogenul) cu oxigen la presiune înaltă într-o cameră de ardere pentru a genera un flux de gaz la temperatură înaltă și presiune înaltă. Acest flux de gaz este accelerat la viteze supersonice pe măsură ce trece printr-o duză Laval special concepută, formând un jet stabil de mare viteză. Pulberea compozită din aliaj de nichel-crom și carbură de crom utilizată în procesul de pulverizare este introdusă în acest jet, încălzită rapid la o stare topită sau semi-topită și lovește suprafața substratului pretratat (de exemplu, sablat) la viteze extrem de mari (de obicei peste 600 m/s). Particulele topite se aplatizează pe substrat, se răcesc rapid, se stivuiesc și se solidifică, formând în cele din urmă un strat de cermet dens, strâns legat.

II. Caracteristicile acoperirii miezului Acoperirea cu nichel-crom/carbură de crom preparată prin acest proces posedă următoarele proprietăți remarcabile:

Proprietăți mecanice excelente: Acoperirea combină o duritate ridicată cu o tenacitate bună. Microduritatea sa variază de obicei de la 760 HV la 995 HV. Aliajul nichel-crom, acționând ca fază liant, oferă o tenacitate și o rezistență de lipire excelente, în timp ce faza dură dispersată din carbură de crom oferă principalul suport rezistent la uzură. Rezistența medie de lipire dintre acoperire și substrat depășește 60 MPa.

Microstructură densă: Datorită vitezei extrem de mari a particulelor pulverizate, acestea se deformează complet la impact, rezultând o suprapunere strânsă și permițând controlul porozității acoperirii la un nivel extrem de scăzut de 1-2%. Porozitatea scăzută este esențială pentru rezistența excelentă la coroziune și la oxidare a acoperirii.

Performanță superioară la temperaturi ridicate: Acest strat de acoperire își menține performanța stabilă pe o perioadă lungă de timp, într-un interval de temperatură de funcționare de la 538℃ la 900℃. Prezintă o retenție ridicată a durității la temperaturi ridicate și o rezistență semnificativă la oxidare și eroziunea gazelor. Studiile arată că, la un mediu cu temperatură ridicată de 620℃, rezistența sa la eroziunea particulelor solide este de câteva până la zece ori mai mare decât cea a substraturilor obișnuite din oțel rezistent la căldură.

Rezistență bună la mediu: Faza de liant din aliaj nichel-crom are o bună rezistență la oxidare și coroziune. În combinație cu carbură de crom, acoperirea rezistă eficient la oxidarea la temperaturi ridicate, coroziunea sulfului și eroziunea cauzată de diverse tipuri de pulverizare cu sare și medii chimice.

III. Principalele domenii de aplicare

Aerospațial: Utilizat pentru etanșări rezistente la uzură și abraziune pe componentele cu capăt fierbinte, cum ar fi palele compresorului motorului și carcasele turbinelor.

Energie și putere: Utilizate pe scară largă pentru protecția la temperaturi ridicate și prelungirea duratei de viață a țevilor de cazane din centralele electrice pe cărbune și gaz, a palelor turbinelor cu abur și a secțiunilor de tranziție ale turbinelor cu gaz.

Fabricație industrială: Aplicată la componente cheie, cum ar fi role metalurgice, valve pentru temperaturi înalte, ghidaje pentru cuptoare de sinterizare, arbori de pompe petrochimice și inele de etanșare mecanice.

IV. Materiale nichel-crom-carbură de crom adecvate pentru pulverizare supersonică.