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[分享] 镍基非晶自熔合金粉末（MRC70）在垃圾焚烧炉腐蚀防护的作用

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kinghua123
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精华
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绿叶
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小红花
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[复制链接] 只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2021-01-13
镍基非晶自熔合金粉末（MRC70）在垃圾焚烧炉腐蚀防护的作用

一、概念
1、（MRC70）镍基非晶自熔性合金：是指在镍基非晶合金中添加B、SI等元素，熔点较低、在熔融过程中具有自行脱氧、造渣的能力，并能够很好的润湿零件表面，与其形成良好的冶金结合的合金。
2、特点：
（1）粉末性质，镍基自熔性合金粉末表面光洁、尺寸均匀、呈球形、流动性好。
（2）工艺性能，熔点低（950~1150℃），液固相线间距宽，脱氧、造渣能力强，对多种基体及金属陶瓷颗粒有很好的润湿性。
（3）力学性能，合金涂层固溶SI、B，并形成有NI2B Cr2B CrC3等化合物，固溶强化、弥散强化效应共同作用，硬度高于淬火状态的钢，低应力磨料磨损的抗力高出相同硬度碳钢的8—10倍，韧性和抗冲击性能也很好。
（4）热硬性和抗氧化性，合金涂层在500—600℃之间具有较高的硬度，加入钼、钨、铌等元素后，可在更高的温度保持优良的热硬性。同时，涂层的抗高温氧化性能也非常优异。
（5）耐腐蚀性，合金涂层能抵抗盐酸、硫酸、碱、盐等多种介质的腐蚀，其耐腐蚀性高于不锈钢。
二、垃圾焚烧炉腐蚀原因
1、垃圾焚烧炉腐蚀背景
城市生活垃圾焚烧炉的燃烧温度一般在850-950℃之间，其中产生的烟气中只要成分为CO2、N2、H2O、O2以及有害气体如硫氧化物（SOX）、氯化氢（HCI）、氟化氢（HF）、氮氧化物（NOX）、重金属、二噁英及不完全燃烧气体如一氧化碳等。其中氯化氢的浓度在600-1900mg/m3之间。在320-800℃之间的腐蚀为高温腐蚀，其中金属温度在320-480℃范围内时，会形成氯化铁和硫酸铁盐，温度进一步提高，当升高到480-800℃范围内时，氯化铁和硫酸铁盐会产生分解，使得金属材料失去氧化保护层而被腐蚀，即产生高温腐蚀。
在焚烧炉积灰中检测到氯含量高达20-27%，认为氯腐蚀是垃圾焚烧炉内腐蚀的最主要原因，在积灰生长过程中，氯化物的硫酸盐化导致氯含量下降和硫酸盐增加。虽然氯腐蚀是垃圾焚烧炉内腐蚀的主导因素，但实际过程中垃圾焚烧炉的腐蚀还受碱金属和硫、氧等因素的影响。
2、高温金属腐蚀机理
金属腐蚀的实质是金属的氧化过程，在腐蚀过程中金属失去电子，腐蚀介质获得电子，因此金属腐蚀也可以认为是金属在周围介质的化学或电化学作用下导致的破坏。
3、高温金属腐蚀类型
（1）局部腐蚀：晶间腐蚀、裂隙腐蚀、电偶腐蚀、选择性腐蚀、小孔腐蚀
（2）全面腐蚀
4、垃圾焚烧炉高温腐蚀
（1）高温气体腐蚀
高温气体腐蚀又分为氯化物、硫化物、氧化物及碳化物等腐蚀形态。其中，氯化物腐蚀的影响后果最大。垃圾中的聚氯乙烯焚烧后会产生ＨＣ１和Ｃｌ２，氯具备高活性，在高温下可以不同的形式与金属表面的物质发生反应，反应生成的氯化物的熔点比金属氧化物低，但其蒸汽压比金属氧化物高，这使得生成的氯化物透过氧化膜向外挥发，使金属失去保护层。
（2）熔融盐腐蚀
熔融盐腐蚀：在垃圾燃烧时，Pb 、Zn、 Na 、K等于元素cl、s反应生成氯盐和硫酸盐，在烟气较高的情况下，氯盐和硫酸盐形成蒸汽，当锅炉管温度低于一定值时，氯盐和硫酸盐蒸汽就冷凝在锅炉管壁上，并将管壁上的氧化层熔融，是元素Cl和S进一步入侵，从而导致管子腐蚀。
（3）温度是影响腐蚀速率的重要因素。
三、镍基非晶自熔合金粉末（MRC70）在垃圾焚烧炉腐蚀防护的优势
（1）较低的熔点。重熔时喷涂在母材料表面的合金粉末层熔化，而母材保持不熔；
（2）良好的自熔剂性。由于自熔性合金粉末中的硼、硅与氧亲和力强，因而在重熔过程中优先与合金粉末中的氧、工件表面的氧化物一起形成低熔点的硼硅酸盐熔渣并覆盖于表面，使液态金属得到保护
（3）对母材有良好的润湿性。从而与母材形成冶金结合，并在母材表面铺展开，使喷熔层具有平整而光滑的表面成形。
四、镍基非晶自熔合金粉末（MRC70）在垃圾焚烧炉腐蚀防护的作用
1、Ｎｉ的作用
Ｎｉ是面心立方结构，具有优良的可塑性和初性，良好的化学稳定性、延展性和强度。纯镍耐大气、碱、淡水诱蚀的能力很强，在中性、偏酸性溶液及有机溶剂中也有着较好的耐蚀性，但是不耐氧化性物质及多数熔融金属的腐蚀。Ｎｉ主要用于高温合金、耐蚀合金以及不绣钢的基体材料或者添加元素Ｍ。Ｎｉ基合金粉末以其良好的润湿性、耐腐蚀性、高温自润滑作用和与钢基体接近的热膨胀系数，以及良好的性价比，在激光熔覆材料中得到了普遍的研究和应用。它适用于对耐磨耐腐蚀有要求和对抗热疲劳有需求的器件上。Ｎｉ基合金粉末的合金强化作用原理为：添加Ｆｅ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｃｏ、Ｗ等元素进行奥氏体固溶强化，添加Ａｌ、Ｔｉ等元素进行金属间化合物晶格强化，添加Ｂ、Ｃｏ、Ｚｒ等元素实现晶界强化。可以根据以上强化原理在Ｎｉ基合金粉末中合理添加各种合金元素。
2、Ｃｒ的作用
Ｃｒ能在很大程度上提高熔覆层的强度和可塑性，这种影响在Ｃｒ与Ｎｉ结合时尤其显著，而且与Ｎｉ结合，合金的耐腐蚀性能也会大大提高，这是因为Ｃｒ元素固溶在Ｎｉ的面立方晶体中，不但会对晶体起到固溶作用，而且对熔覆层也能有氧化、钝化的作用，这使得合金的耐蚀性能和抗高温氧化性能得到了提高。同时，添加活性元素Ｃｒ有利于提高基体与颗粒之间的润湿性，进一步提高合金的硬度和耐磨性，原因是多余的Ｃｒ还可以与Ｃ、Ｂ形成碳化铬和硼化铬的硬质相。耐热钢中Ｃｒ含量对合金抗腐蚀性能的影响，其结果表明Ｃｒ含量的多少对耐热钢的抗腐蚀性能起着决定性的作用。
3、MRC70镍基非晶自熔合金粉末通过在垃圾焚烧炉中的应用起到了防氯盐、硫酸盐的腐蚀侵入同时起到耐磨损的效果，在垃圾焚烧电厂得到一致认可。

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zdone
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只看该作者 沙发  发表于: 2021-01-14
解释很详细，很专业，材料MRC70自熔合金镍基粉末在垃圾炉的防氯离子腐蚀方面给我们提供了很好的选择。
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