近日,印度研究团队成功开发出低成本的铁基金属间化合物粉末,可用作防腐涂层,适用于暴露在更恶劣环境中的材料,如高温以及氧化、腐蚀和磨损同时发生的热电厂。经过试验证实,这种表面涂层可提高涡轮叶片的使用寿命,从而延长涡轮的运行时间。
在一定的使用温度范围内,磨损和腐蚀会对设备部件造成重大损坏。因此,有必要采用合适的材料保护部件表面,确保设备的正常运转。由于具备优异的耐磨性和抗高温氧化性能,目前热喷涂碳化铬-镍铬(Cr3C2-NiCr)粉末和碳化钨-钴(WC-Co)金属陶瓷涂层已被广泛应用于火力发电厂涡轮叶片、航空发动机叶片、起落架轴、轧辊等领域,这类涂层不仅在高温环境下具备良好的耐腐蚀性,还具有优异的硬度和韧性。不过,由于添加了Co和Ni等元素,成本居高不下。此外,六价铬还是一种有毒物质。与之相比,铁基涂层的应用潜力巨大,特别是含有两种或两种以上金属或半金属元素(金属间化合物)的铁基固相可以发挥主要作用,产生更高的硬度和更好的耐腐蚀性。不过,由于延性较低,其应用受到了一定限制。
为此,印度科学技术部(DST)下属的工程涂层中心(CEC)、国际粉末冶金新材料高级研究中心(ARCI)的研发团队研制了一种铁基金属间化合物粉末,并利用气相爆炸喷涂(DSC)技术沉积形成了FeAl Cr涂层。经试验证实,FeAl Cr涂层在含水腐蚀性介质中的耐腐蚀性是常规低碳钢的4倍。相比富铁相,当铬、铝与铁形成固溶体时,FeAl Cr涂层的耐腐蚀性能更优。在固体颗粒冲蚀磨损模式下,FeAl Cr涂层的耐磨性比低碳钢提高了30%-40%,表明该涂层适用于耐高温冲蚀磨损。另外,相关研究成果已经刊载于《粉末技术学报》,论文名称为《爆炸喷涂技术沉积的FeAl Cr涂层的腐蚀和冲蚀行为》。(御风)