毕业论文--翻译

1、北京化工大学本科毕业设计（论文）翻译学号：200832004北京化工大学毕业设计（论文）翻译外文题目：DIFFUSION COATINGS FOR HEAT EXCHANGER MATERIALS中文题目：热扩散涂料换热器材料学院名称：机电工程学院 专 业：过程装备与控制工程学生姓名：王建才导师姓名：金广林指导教师意见指导教师签字译者姓名：王建才 班级：装备0801 学号：200832004DIFFUSION COATINGS FOR HEAT EXCHANGER MATERIALS热扩散涂料换热器材料V.Rohr和M.Schutze有一个需要发展清洁电力系统,以降低排放污染物。这意味着一个增

2、加换热器的最高温度管,这是现在的600摄氏度在眼下现代电厂。为传统使用铁素体钢,但这种增长是有限的由钢的力学性能和耐腐蚀电阻在煤炭、浪费和生物量解雇的环境。奥氏体钢和镍合金是潜在的基础候选人在较高的温度增加性能(700摄氏度.尽管如此,耐蚀性这些材料可以进一步提高应用涂料。包胶结是最简单也是最省钱的涂层工艺之一。然而,需要加热,目前正在执行步骤最低温度为750 - 800摄氏度。显微组织可能的材料会显著的改变在这些温度下的涂装工艺,特别是对铁素体-马氏体钢。由于组织显示机械性能,这些也可能受到涂装工艺的影响。因此,有一个需要发展相对低温的包装过程。摘要本文为P91对应铁素体钢和HCM12A,奥

3、氏体钢合金800H和347型钢与17 Cr / 13镍、镍基合金IN617是温度低于以上提到的范围。为了方便的渗透保护性的元素在涂装工艺、不同表面处理之前的申请过程的影响,探讨提高扩散路径的数量在金属地下区。表面处理的影响等研磨或玻璃珠爆破对效率过程中详细讨论。Rohr先生(rohrdechema.de)和Schutze教授在这个DECHEMA Karl-Winnacker-Institut电动汽车,Theodor-Heuss-Allee 25岁,D - 60486 Frankfurt amMain,德国。最初在Eurocorr会议在布达佩斯,匈牙利发表论文,年仅28岁，2003年9月2日到1

4、0月。手稿收到2003年12月日5,12月19日接受。关键词:包胶结涂料、换热器 材料、表面处理、玻璃珠爆破,高温腐蚀# 2004研究所的材料、矿物质和采矿业。公布钱财代表学院。介绍欧洲所有的国家都同意大规模的减少排放二氧化碳和其他污染物,特别是二氧化硫和氮氧化物。对现代煤炭、生物量、浪费火力发电厂,这意味着未来几十年的一个巨大的挑战,尤其是当生产电能的数量由燃煤工厂预计在20202月将上升到 y2%。要实现这些需求和工厂效率的增加通过增加的操作温度锅炉、热交换器是唯一的可能性。事实上,气温(700摄氏度是最近在考虑之中，但是对结构材料存在一个严重的问题,其性能受限于它的腐蚀阻力。当前热交换器

5、的材料,如9%铬在铁素体马氏体钢的界线防护情况在650摄氏度下就氧化-耐腐蚀。4、5奥氏体钢和镍合金是有潜力的候选人为满足这些要求,即使他们有经济缺陷如果奥氏体钢更高的热膨胀和较低的热导率6比铁素体钢,呈现了一个缺点的使用作为换热器材料。这些材料来保护他们的涂层表面从腐蚀现象可增加腐蚀换热器的管阻力。高温涂料能适用于几个依靠两个主要过程技术:喷涂或扩散。然而,喷洒在室内的边热管是不可能的,喷涂技术都是贵于扩散涂料。包装是一种原位胶结化学蒸气沉积过程中,它更适用于室内的管道。7、8过程已经被几位作者很 好的描述,第9 14,它是由元素丰富基片表面将氧 1.爆 破 设 备 化层形成保护膜服务条件。

6、通常这些元素铝、铬和锶或这些元素的组合。它们在高温通过扩散到基片上表面被提出2. P91光学显微镜图像印制（a.图片是在90摄氏度下玻璃珠的爆炸；b.图是在120砂砾下的磨砂；）在某些情况下,这种加热步骤被基板的性能限制。事实上,涂料基质的过程中必须适合过程中的规定温度和时间。超过一定温度时一些基质不能治愈，否则他们的组织会恶化，因此,力学性能变化。因此,必须找到一个妥协高温在传播需要的最高温度与基体决定的极限温度之间。对于马氏体钢P91和HCM12A这是一个特殊的例子,它不应该被当成650摄氏度为了避免了马氏体转型成铁素体。然而，最小包装胶结温度正在y750-800摄氏度12-14在这个过程

7、中铝沉积。尽管如此,一些进一步治愈涂装工艺可以增加不同的扩散路基材表面附近,因此使涂层以较低的温度形成。本文结果显示第一个有关胶结涂覆在铁素体钢包装为P91和HCM12A、奥氏体钢合金800 H和17 Cr /13镍、镍基合金IN617。对玻璃珠爆破扩散速率的影响适用于治疗包装之前的胶结作用以平行方式进行研究。实验基板材料组成五基板的材料发表在表一。每一种材料样品都被研磨成20*9.5*3毫米。表面处理首先所有的样品放在120砂碳化硅纸上,然后一些样本的玻璃珠炸碎了。爆破器材使用90毫米的玻璃珠出台之前，在3栏气流爆破每侧2分钟的样品。只有大样品的表面进行了抨击。两种不同的喷嘴的位置，相应的在

8、两个参数的变化：角a样品和喷嘴之间的距离d（图1）。两个职位的特点是： （一）a530u，d5130毫米 （二）a590u，D535毫米 在基材表面，粒子的影响在位置B的动能高于定位，距离d较短。 表面处理后，所有样品乙醇在10分钟的超声波浴清洗。包胶涂层工艺对于涂装工艺，试件放在一个氧化铝反驳，周围的粉末混合物组成的主合金（铝在我们的情况下），激活剂（氯化铵）和惰性填料（氧化铝）。随后，反驳与氩气被放置在一个管状炉清除。氩气流量通过炉，而它被加热到所需温度。一旦达到温度，流量切换整个涂装工艺的Ar-10H2。 3. P91的镀铝700摄氏度12小时后在光学显微镜图像；（a是铝的120砂砾，b

9、是30摄氏度的玻璃球爆破，c是90摄氏度的玻璃球爆破）涂层的条件列于表2。横截面进行了分析，通过光镜扫描电镜，能谱和电子探针（电子探针）。特征涂样品经金相准备。这个过程包括：（一）与镍电镀；（二）在高分子树脂中嵌入；（三）横截面；（四）磨截面（2400砂砾）；（五）抛光钻石膏（1毫米）；结果与讨论表面处理的影响上期P91表面处理效果详细研究。在图2所示比较两个图像显示玻璃珠爆破的微观结构的影响在5毫米厚的一层物质，其中的缺陷如微孔观察，晶粒似乎比在批量较小。磨不就不似乎影响地下的微观结构区。4. 镀铝奥氏体钢在950摄氏度8小后光学显微镜的图像，铝(3)（a是17 Cr / 13镍、12砂砾,

10、115毫米;b是合金800H,120砂,75毫米;c 是在30摄氏度17 Cr / 13镍喷砂,120毫米;d是在30摄氏度合金800H、喷砂,80毫米5. 在30摄氏度SEM-EDX-EPMA分析玻璃珠抨击IN617,在850摄氏度下6小时铝(2)的条件（a是涂料全貌，b是涂料基质的中间层，c是在EDX分析下的主要元素，d是电子探针分析）Al的边形、厚度测量后涂料在四个不同的125毫米宽区（图3）。每个区域，厚度为测量每50毫米（图线3），以执行100个测量涂层。结果列于表3。标准偏差给出涂层违规的理想厚度。无论表面处理应用，涂层提出了一些厚度的违规行为，毛孔裂缝（图4）。然而，一些小的差异

11、观察表3中的数据可以看到。 “涂层Y10毫米厚玻璃珠的情况下爆破在90U。此外，这个厚度似乎更在这波效应较少的情况下有效。此外，以前玻璃珠喷砂样品显示AI边形后更少毛孔和减少裂缝。IN617镍基合金在850uU的AI变形图5显示了IN617铝涂层。这涂层厚115毫米，并提出三种不同层。第45毫米对应到一个更高的铝含量，并比较时与镍铝铬相的能谱电子探针分析图,15-16组成附近NiAl3第1阶段的范围。第二个区域是60毫米厚主要包含Ni2Al3，而分析在过去的10毫米的涂层光相让NiAl金属浓度在15，16之间。第一和主要区别第二层是暗富铝相的数量这是丰富的，在附近的第45毫米表面和一点一点地消

12、失在第二层，扩散距离越长。在第三个区域，这些阶段都没有观察到，但对Al通过这层浓度梯度可以看出电子探针分析。涂层基体界面的特点是2毫米厚层铬含量的富集（图5b），白色柱状相平行扩散方向观察。能谱分析显示，这些阶段是铬和镍丰富。这层可能是有益的服务条件，因为它可作为扩散屏障，防止进一步的扩散到基材的铝。 6. 在30摄氏度SEM-EDX-EPMA分析玻璃珠抨击合金800H,在950摄氏度下8小时铝(2)的条件（a是涂料全貌，b是涂料基质的中间层，c是在EDX分析下的主要元素，d是电子探针分析）7. 在30摄氏度SEM-EDX-EPMA分析玻璃珠抨击17Cr/13Ni,在950摄氏度下8小时铝(3

13、)的条件（a是涂料全貌，b是涂料基质的中间层，c是在EDX分析下的主要元素，d是电子探针分析）在950摄氏度的合金800H的AI在950摄氏度合金800H获得的铝的介绍如图6，它显示了一个用60毫米厚的主涂层和20毫米互扩散区的两层结构。得到的浓度EDX和电子探针分析对应B-（铁，镍）AL主要的涂料，在16和光阶段互扩散区中含有超过30 - 铬。这一层可再次作为扩散屏障在服务条件。在950和725摄氏度下的17Cr/13Ni镀铝在17Cr/13Ni在950摄氏度获得的铝介绍图如图7。120毫米厚的涂层，提出了主要的涂料区上的70毫米和50毫米的互扩散区。随着相图，16的浓度EDX和电子探针获得

14、对应B-（铁，镍）铝为主要涂层区（一期）。为互扩散区，黑暗阶段（第二阶段）丰富的铝和镍，它对应B-NiAl金属，而轻相16是相当差在镍和对应的A-（铁，铬）.16黑在互扩散区观察针头包含重要的氮气量，这表明他们是氮化物。映射图（图8）表明，铝对镍和氮似乎有高的亲和力，建立稳定的氮化物（第4期）和NiAl相（第二阶段）。一旦这些元素沉淀，矩阵耗尽在FCC奥氏体稳定元素，镍因此北路，互扩散区BCC铁氧体A-（铁，铬）（第三阶段）。 17Cr/13Ni也涂在725摄氏度（图9）。铝涂料在725摄氏度开发80毫米厚，分为两个区域。 EDX和电子探针分析表明，第20毫米的构成的70以上铝，三铝化铁（一期

15、）和五铝化二铁（第二阶段）阶段。然而，第二个区域提出的的二铝化铁范围的浓度（第三阶段），15它含有丰富的铬沉淀物（第5期）。没有的氮化在950摄氏度出现已在温度较低的725摄氏度下观察。铁素体-马氏体钢P91和HCM12A马氏体钢一个大的关注是涂层的温度，它不能太高是为了防止马氏体转变为铁素体。第一种可能性是，因此，外套这些钢的工作温度，这是一个最大温度650摄氏度。第二个可能性是结合涂层工艺的热处理材料，特别是回火步骤，这是通常在750摄氏度，但只有2小时。图10显示了几个铝在P91在650和750摄氏度的发展。在所有情况下，目前铝在P91得到的孔隙，裂缝和厚度的违规行为：波效果。然而，最不

16、规则和最严重的破坏是在750摄氏度获得的裂痕涂料。8. 在30摄氏度电子探针分析分析玻璃珠抨击17Cr/13Ni,在950摄氏度下8小时铝(3)的条件（a是电子探针分析图，b是镍，c是铝，d是铬，e是氮）9. 在90摄氏度SEM-EDX-EPMA分析玻璃珠抨击17Cr/13Ni,在725摄氏度下10小时铝(4)的条件（a是涂料全貌，b是涂料基质的中间层，c是在EDX分析下的主要元素，d是电子探针分析）观察铝（6）和铝（7）涂料会发现存在一些差异。第二层显示了少波效应。但缩减的冷却速度铝（7）对裂缝中的铝没有存在任何的影响。最终，在温度和650摄氏度一样低扩散到铝马氏体发生到Y100毫米的深度仅

17、6小时。结论前面的表面处理上的作用包装扩散过程进行了研究。它的高能量表明，玻璃珠爆破介绍在颗粒表面附近的一些缺陷。在创建过程基板的地下区域，这可以通过迅速扩散路线提高过程中的扩散速率。 IN617和合金800H在850和950摄氏度的镀铝，各自地，而17Cr/13Ni是在较低温度725摄氏度下成功镀铝。目前有足够涂料铝水库，应使在氧化保护的氧化铝规模形成条件。对马氏体钢P91和HCM12A，铝的涂层在温度低至650摄氏度，低于最高工作温度这些钢材。进一步发展需要在这些马氏体钢获得均匀涂层温度，但这一初步研究表明，铝扩散发生在很长的距离，足够的和持续时间短足够合理的工业涂料的未来发展。镀铝涂料的

18、熔融温度绝对在于，这是显著以上850摄氏度比热的工作温度换热管。致谢这项工作得到了欧洲SUNASPO资助RTN的编号为HPRN-CT-2001-00201。作者感谢欧洲委员会资助项目的Forschungszentrum Julich（德国），提供样品。10.P91,90摄氏度下玻璃珠的爆破和镀铝（a是铝(5)在750摄氏度两小时下，涂层测厚50 - 80毫米;b 是铝(6)在650摄氏度6小时下，涂层测厚50 - 110毫米;c是铝(7)在750摄氏度2小时下和650摄氏度4小时下，涂层测厚80 -150毫米）参考文献1. Kyoto Protocol, 3rd Conf. of the pa

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