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本文以锅炉“四管”中的水冷壁所面临的热腐蚀、磨损等失效形式为背景,设计开发了FeCrB系合金涂层,研究铬(Cr)元素含量对涂层相组成、显微硬度、耐磨性、抗高温氧化及耐热腐蚀的影响规律;并在FeCrB系涂层基础上开发了FeCrBSi系涂层,研究Cr含量对涂层组织与性能的影响规律。具体结论如下: FeCrB系涂层由变形良好的扁平化粒子搭接而成,涂层氧化物含量较少。涂层中含有非晶相,含量约在19.1%~32.6%之间。涂层在具有很高的显微硬度,维氏硬度值保持在980~1243.8HV0.1之间,耐磨性为基材的10.5~13.4倍,Cr含量的变化对涂层硬度和耐磨性有一定的影响。当Cr含量为17at.%时,涂层硬度和耐磨性最高。经过650℃高温氧化及热腐蚀(Na2SO4+K2SO4)试验后发现,制备的FeCrB系涂层可以对基体形成良好的保护,但是由于涂层中B含量较高且与Cr的结合能力较强,降低了涂层中自由Cr的含量,在高温氧化及热腐蚀实验中,与对比样NiCrTi涂层相比增重较多。 由于B元素降低了涂层中自由Cr的含量。设计开发了FeCrBSi系涂层,与FeCrB系涂层相比降低B元素含量,并添加耐蚀性元素Si。涂层呈典型的层状结构,氧化物含量较低,涂层与基体结合良好。涂层随着Cr含量的提高,显微硬度和耐磨性逐渐提高,维氏硬度保持在520~750HV0.1之间,耐磨性为Q235基材的3.2~6.5倍。粉芯丝材中通过Cr元素含量的变化所制备的FeCrBSi系涂层在650℃高温氧化及热腐蚀(Na2SO4+K2SO4)试验中表现出了优异的服役性能。涂层对基体形成了良好的保护,当Cr含量为28at.%时涂层表面可以快速形成了FeCr2O4、 Cr2O3复合结构氧化膜,阻止腐蚀的进一步发生,获得较好服役性能。