本文關(guān)鍵詞：CrFeAITi涂層抗高溫氧化性及耐鉛鉍合金腐蝕性研究

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【摘要】：鉛鉍共晶合金(LBE)由于具有低熔點、高沸點、化學(xué)惰性好、熱導(dǎo)率高和中子輻照損傷小等一系列的優(yōu)異性能,被選為ADS系統(tǒng)散裂靶兼冷卻劑的重點材料。中國低活化馬氏體鋼——CLAM鋼是我國ITER實驗計劃包層模塊中的候選結(jié)構(gòu)材料之一,但是液態(tài)LBE在長期高溫工況下對其具有一定程度的腐蝕性,因此LBE與結(jié)構(gòu)材料的高溫相容性是核工程應(yīng)用中急需解決的問題。目前,解決材料的高溫氧化性和腐蝕性最有效的辦法是使用防護(hù)性涂層。本論文采用我國自主設(shè)計的CLAM鋼為基材,在其表面制備三種不同成分含量配比的Cr Fe Al Ti涂層,對三種Cr Fe Al Ti涂層和基材CLAM鋼的抗高溫氧化性與耐LBE腐蝕性進(jìn)行了對比實驗及其微觀機(jī)理分析。采用光學(xué)顯微鏡(OM)、X-射線衍射儀(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)和能譜分析儀(EDS)對試樣組織的微觀形貌、物相組成、微區(qū)成分等進(jìn)行各種檢測和對比分析,最終優(yōu)化制備出具有良好抗高溫氧化性和耐腐蝕性的Cr Fe Al Ti涂層,以期為提高ADS系統(tǒng)候選結(jié)構(gòu)材料表面服役性能提供參考依據(jù)。主要實驗研究結(jié)果如下:(1)經(jīng)750℃和850℃高溫氧化3 h后,CLAM鋼基材的氧化增重分別為0.91 g/m2和5.33 g/m2,在850℃下CLAM鋼表面出現(xiàn)了氧化皮的開裂和剝落現(xiàn)象;而三種Cr Fe Al Ti涂層試樣在兩種溫度下的氧化增重量都很小,氧化前后的表面形貌和物相都沒有出現(xiàn)明顯的變化,抗高溫氧化性能良好。(2)經(jīng)450℃和550℃液態(tài)LBE腐蝕300 h后,CLAM鋼基材表面出現(xiàn)一層明顯的氧化腐蝕區(qū)域,且發(fā)現(xiàn)了腐蝕介質(zhì)Pb元素的擴(kuò)散,兩種溫度下擴(kuò)散深度分別達(dá)到了10μm和15μm;而三種Cr Fe Al Ti涂層試樣未出現(xiàn)明顯的腐蝕特征,Pb元素在試樣中的擴(kuò)散也甚微。涂層表面由于有一層Al2O3-Cr2O3保護(hù)性氧化膜,可阻止液態(tài)LBE擴(kuò)散到試樣內(nèi)部,對材料起到一定的腐蝕防護(hù)作用。(3)三種Cr Fe Al Ti涂層均具有良好的抗高溫氧化性和耐液態(tài)LBE腐蝕性,未加入304不銹鋼粉末制備的涂層由于粉末配比中較高含量的Al、Cr元素以及制備后較為完整的表面形貌和均勻致密的組織結(jié)構(gòu),使其抗高溫氧化性和耐液態(tài)金屬LBE腐蝕性都相對略優(yōu)于其他兩種涂層。
【學(xué)位授予單位】：南華大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG174.4

【參考文獻(xiàn)】

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1 陳平虎;邱長軍;陳勇;龍沖生;;熱噴涂玻璃-Cr_2O_3陶瓷涂層的性能[J];粉末冶金材料科學(xué)與工程;2012年06期

2 李菊;宮本奎;孫全勝;;金屬/陶瓷的潤濕性[J];山東冶金;2007年06期

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本文編號：1205278