罗来马, 刘少光 , 姚继蓬, 郦 剑 吴玉程

(1. 合肥工业大学 材料科学与工程学院，合肥 230009；2. 浙江大学 材料科学与工程系，杭州 310027；3. 浙江科得力新材料有限公司，温州 325029)

发电用煤多为贫煤或混合煤，煤粉燃烧形成的高温烟气中，含有10%~20%(质量分数)飞灰，颗粒尺寸一般为2~500 μm，其主要组成(质量分数)为5%~10%CaO和Mg2O、10%~20% Fe2O3和Al2O3以及20%~60%SiO2等，其中高熔点的硬质颗粒(主要为 SiO2)会加剧管道表面飞灰冲蚀磨损。因此，发电厂使用的各种大型燃煤锅炉和流化床锅炉类型的燃煤锅炉，常因其热交换管道 (水冷壁、过热器、再热器、省煤器管)承受的高温冲蚀磨损而发生爆管事故，造成电厂停运[1−6]。在提高材料抗高温冲蚀磨损性能方面，表面喷涂防护技术是国内外应用最多的方法，尤其是电弧喷涂技术因其具有设备通用性强、节能和适宜现场大面积施工等优点，是解决锅炉“四管”爆管问题最有效且经济的技术[7−11]。目前，就热喷涂材料来说，金属合金丝材约占到我国热喷涂材料市场的80%[12]。常见的电弧喷涂丝材主要为Fe-Ni基和Ni基两大类[6]，但这两类丝材中Ni元素含量较高，导致使用成本较高。Fe-Mn-Cr系合金因不含贵重金属，具有成本较低，耐磨耐腐蚀性良好等优良，是一种潜在的代镍材料。前期研究结果表明，采用粉芯丝材和高速电弧喷涂技术在20钢基体表面制备的 FeMnCr/Cr3C2和 FeMnCrAl/Cr3C2涂层具有良好的力学性能和抗高温腐蚀性能[13−14]。本文作者采用自制的多功能拉丝系统，以优质低碳钢作为外皮，以一定配比的Mn粉、Cr3C2粉、Al粉和Cr粉作为粉芯材料，制成FeMnCrAl/Cr3C2粉芯丝材；……