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冷卻器基體材料抗腐蝕性能選擇合適的金屬相變儲(chǔ)能材料能更有效的提高熱能的利用率。鋁硅合金由于熔點(diǎn)適中、導(dǎo)熱系數(shù)高、相變潛熱大、具有穩(wěn)定的組織和結(jié)構(gòu)，并且相對(duì)價(jià)廉，成為金屬相變儲(chǔ)能技術(shù)中的主要儲(chǔ)能材料。但熔融狀態(tài)的鋁硅合金具有較強(qiáng)的腐蝕性，所以作為工程應(yīng)用要解決關(guān)鍵技術(shù)之一是控制高溫液態(tài)鋁硅合金對(duì)換熱管的侵蝕。
試驗(yàn)的工作溫度為495℃~620℃，而鐵鋁及多數(shù)鐵鋁硅合金的共晶溫度都高于620℃，因此通過(guò)合理的選擇，可以找到合適的耐鋁硅腐蝕的材料，再通過(guò)在金屬基體表面涂敷防護(hù)涂層，可以更加有效地減緩熔融鋁硅對(duì)換熱管的腐蝕。
冷卻器基體材料抗腐蝕性能20G高壓鍋爐鋼具有較高的抗氧化腐蝕性能及良好的組織穩(wěn)定性，可以有效地抵抗管內(nèi)部水蒸氣的腐蝕，因此具備作為冷卻器材料的先決條件。鋁硅合金熔液對(duì)金屬材料的侵蝕是十分明顯的，不同材料的侵蝕情況有很大差別，取決于其成分和結(jié)構(gòu)。含碳量越低的鐵基材料抗侵蝕能力越強(qiáng)，侵蝕面越平整。20G高壓鍋爐鋼屬于低碳鋼，并且其他金屬成分相對(duì)較少，具有一定的抗鋁硅腐蝕性能，可以作為換熱管材料。
將9個(gè)尺寸為25mm×2.5mm×15mm的圓柱狀20G高壓鍋爐鋼試樣在稱(chēng)量后浸入熔融鋁硅液中，鋁硅合金在495~620℃溫度范圍內(nèi)反復(fù)進(jìn)行熔融-凝固-熔融循環(huán)，將用套管保護(hù)的熱電偶插入熔融-凝固循環(huán)的鋁硅液中，利用測(cè)溫模塊采集循環(huán)數(shù)據(jù)，循環(huán)曲線。
每隔120 h取出一片試樣，用剝離法測(cè)定腐蝕層的質(zhì)量。剝離液分別為質(zhì)量分?jǐn)?shù)20%的NaOH和濃鹽酸。先將試樣浸入90℃的20% NaOH中，立即發(fā)生強(qiáng)烈的反應(yīng)，生成H2，停留一段時(shí)間取出后用水沖洗，并用纖維棉擦掉試樣表面疏松的沉積物，然后浸入室溫下的濃鹽酸中不超過(guò)1min，取出后邊沖洗邊擦拭，最后再重新放入90℃NaOH溶液中，重復(fù)上述過(guò)程數(shù)次，直至試樣浸入NaOH溶液無(wú)氣泡產(chǎn)生為止，然后干燥、稱(chēng)量。
根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，使用劃格法檢測(cè)涂層與基體的結(jié)合力，試驗(yàn)在試樣的三個(gè)不同位置上完成，同時(shí)記錄全部結(jié)果，再根據(jù)評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)級(jí)。測(cè)試結(jié)果表明三種涂層試樣附著力均達(dá)到了1級(jí)，涂層與基體的附著力強(qiáng)于涂料內(nèi)聚力，能較好的與基體結(jié)合，起到防護(hù)作用。
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