【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于复合管制备工艺，具体涉及一种具有耐烧蚀涂层的复合管及其制备方法。
技术介绍
1、随着航空航天、轨道交通、石油化工等领域的快速发展，单一材料已难以满足极端条件下的使用。高温合金管材往往被用于高温、高热腐蚀应力等极端环境中，但纯高温合金管往往因为造价昂贵而被限制使用。实际服役过程中，只有内表面金属与服役环境接触，合金管基体并没有受到服役环境侵蚀。因此，以高性能的ni-cr基合金为内衬，价格相对低廉的cr-ni-mo-v系低合金高强钢作为管材基体形成复合管，在保证服役性能的同时能够大大降低管材成本。
2、ni-cr基内衬合金具有室温和高温强度高﹑抗氧化性能优异﹑耐高温烧蚀磨损等优点，但由于合金化程度较高导致内衬合金熔点较低，严苛的高温服役环境使复合管内衬容易过热甚至过烧，导致合金内衬耐烧蚀磨损效果较差，从而导致复合管的寿命降低。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术提供一种具有耐烧蚀涂层的复合管及其制备方法，以解决现有技术中复合管内衬耐烧蚀磨损效果差的技术问题。
2、本专利技术提供一种具有耐烧蚀涂层的复合管的制备方法，包括以下步骤：
3、制备复合管：以ni-cr基合金为内衬、cr-ni-mo-v系钢为外层钢管制备复合管；
4、渗铝处理：对所述复合管的内表面进行渗铝处理，得到具有耐烧蚀涂层的复合管。
5、进一步的，在所述制备复合管的步骤中，包括：
6、熔炼制备ni-cr基合金管坯和cr-ni-m
7、进一步的，在所述制备复合管的步骤中，按重量百分比计，ni-cr基合金的成分为：c≤0.1％，cr16.0～30.0％，co4～10％，w5～8％，mo3～6％，al2～5％，ti0.5～2.5％，ni余量。
8、进一步的，在所述制备复合管的步骤中，按重量百分比计，cr-ni-mo-v系钢的成分为：c0.26～0.33％，si0.17～0.37％，cr0.6～0.9％，ni2.0～2.50％，mo0.2～0.3％，v0.15～0.3％，fe余量。
9、进一步的，在所述渗铝处理步骤中，在渗铝处理前对所述复合管的内表面进行表面处理；所述表面处理包括对复合管的内表面进行吹砂和除油。
10、进一步的，在所述渗铝处理步骤中，所述渗铝处理包括：
11、在复合管的内表面刷涂复合涂层，然后对复合管进行热扩散处理，冷却后获得具有耐烧蚀涂层的复合管；
12、其中，所述复合涂层为磷酸盐和铝粉的混合物。
13、进一步的，所述复合涂层的厚度至少为40μm；和/或
14、按照重量百分比计，复合涂层中铝粉的含量为6％-10％；和/或
15、复合涂层中的磷酸盐为磷酸铝铬溶胶。
16、进一步的，所述热扩散处理在真空气氛炉中进行；
17、优选的，热扩散处理的温度为700～1000℃；热扩散处理的时间为1～3h。
18、另一方面，本专利技术还提供一种具有耐烧蚀涂层的复合管，所述耐烧蚀涂层包括外层、中间层和内层；所述外层为nial层，nial层中弥散分布有富cr固溶体，且nial层的显微硬度为926hv-940hv；所述中间层为富cr层；所述内层为扩散层，扩散层为富cr层与基体之间的互扩散通道；所述基体为复合管的内衬ni-cr基合金。
19、进一步的，所述具有耐烧蚀涂层的复合管采用上述任一项所述的制备方法得到。
20、与现有技术相比，本专利技术至少具有如下有益效果：
21、1.本专利技术提供一种具有耐烧蚀涂层的复合管的制备方法，采用ni-cr基合金管和cr-ni-mo-v系低合金高强钢管制得复合管，通过对复合管的内表面进行渗铝处理，在复合管的内表面形成耐烧蚀涂层，提高复合管内管的耐高温烧蚀能力，从而提高复合管的使用寿命。
22、其中，耐烧蚀涂层包括nial层、富cr层和扩散层；外层的nial层是由向内扩散的al元素与ni-cr基合金中向外扩散的ni在高温扩散中形成，相比纯ni-cr基合金，nial层的熔点和热导率均大幅提高，可提高复合管的耐高温烧蚀磨损能力；同时，nial层致密且连续，并弥散分布大量富cr固溶体，大量的富cr固溶体能够起到固溶强化和第二相强化作用，进一步提升复合管的硬度与耐磨性能；再向内，由于al元素急剧减少，cr元素含量因为靠近ni-cr基合金基体而迅速上升，形成富cr层，富cr层能够阻碍外层al元素进一步向内扩散，提高抗内氧化能力；富cr层与基体之间存在扩散层，作为ni-cr基合金基体元素向外和所渗元素向内扩散的通道，没有明显缺陷，且与基体具有化学相容性，因此与基体的结合力良好，进一步确保复合管的耐高温烧蚀磨损能力。
23、2.本专利技术在进行渗铝处理时，在复合管的内表面刷涂复合涂层后进行热扩散处理，其中的复合涂层为磷酸铝铬溶胶和铝粉的混合物，cr元素的存在实现al和cr共渗，从而提高复合管内表面的高温热腐蚀性，提高涂层致密性；同时，磷酸铝铬具有优良的粘结性能，可作为粘结剂，进而确保复合管的内表面的热稳定性优良。
24、3.进一步地，本专利技术提供一种具有耐烧蚀涂层的复合管，其耐烧蚀涂层包括外层、中间层和内层；外层为nial层，中间层为富cr层，内层为扩散层；其中，nial层相比纯ni-cr基合金，nial层的熔点和热导率均大幅提高，可提高复合管的耐高温烧蚀磨损能力；同时，nial层致密且连续，并弥散分布大量富cr固溶体，大量的富cr固溶体能够起到固溶强化和第二相强化作用，进一步提升复合管内表面的硬度与耐磨性能；富cr层能够阻碍外层al元素进一步向内扩散，提高抗内氧化能力；扩散层与ni-cr合金基体具有化学相容性，因此与基体的结合力良好，进一步确保复合管的耐高温烧蚀磨损能力。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种具有耐烧蚀涂层的复合管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的具有耐烧蚀涂层的复合管的制备方法，其特征在于，在所述制备复合管的步骤中，包括：
3.根据权利要求1所述的具有耐烧蚀涂层的复合管的制备方法，其特征在于，在所述制备复合管的步骤中，按重量百分比计，Ni-Cr基合金的成分为：C≤0.1％，Cr16.0～30.0％，Co4～10％，W5～8％，Mo3～6％，Al2～5％，Ti0.5～2.5％，Ni余量。
4.根据权利要求1所述的具有耐烧蚀涂层的复合管的制备方法，其特征在于，在所述制备复合管的步骤中，按重量百分比计，Cr-Ni-Mo-V系钢的成分为：C0.26～0.33％，Si0.17～0.37％，Cr0.6～0.9％，Ni2.0～2.50％，Mo0.2～0.3％，V0.15～0.3％，Fe余量。
5.根据权利要求1所述的具有耐烧蚀涂层的复合管的制备方法，其特征在于，在所述渗铝处理步骤中，在渗铝处理前对所述复合管的内表面进行表面处理；所述表面处理包括对复合管的内表面进行吹砂和除油。
6.根
7.根据权利要求6所述的具有耐烧蚀涂层的复合管的制备方法，其特征在于，所述复合涂层的厚度至少为40μm；和/或
8.根据权利要求6所述的具有耐烧蚀涂层的复合管的制备方法，其特征在于，所述热扩散处理在真空气氛炉中进行；
9.一种具有耐烧蚀涂层的复合管，其特征在于，所述耐烧蚀涂层包括外层、中间层和内层；所述外层为NiAl层，NiAl层中弥散分布有富Cr固溶体，且NiAl层的显微硬度为926HV-940HV；所述中间层为富Cr层；所述内层为扩散层，扩散层为富Cr层与基体之间的互扩散通道；所述基体为复合管的内衬Ni-Cr基合金。
10.根据权利要求9所述的具有耐烧蚀涂层的复合管，其特征在于，所述具有耐烧蚀涂层的复合管采用权利要求1至8任一所述的制备方法得到。
...【技术特征摘要】
1.一种具有耐烧蚀涂层的复合管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的具有耐烧蚀涂层的复合管的制备方法，其特征在于，在所述制备复合管的步骤中，包括：
3.根据权利要求1所述的具有耐烧蚀涂层的复合管的制备方法，其特征在于，在所述制备复合管的步骤中，按重量百分比计，ni-cr基合金的成分为：c≤0.1％，cr16.0～30.0％，co4～10％，w5～8％，mo3～6％，al2～5％，ti0.5～2.5％，ni余量。
4.根据权利要求1所述的具有耐烧蚀涂层的复合管的制备方法，其特征在于，在所述制备复合管的步骤中，按重量百分比计，cr-ni-mo-v系钢的成分为：c0.26～0.33％，si0.17～0.37％，cr0.6～0.9％，ni2.0～2.50％，mo0.2～0.3％，v0.15～0.3％，fe余量。
5.根据权利要求1所述的具有耐烧蚀涂层的复合管的制备方法，其特征在于，在所述渗铝处理步骤中，在渗铝处理前对所述复合管...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙明月，吴升清，王贺新，徐斌，刘生，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。