中高温炉辊是热处理炉中的核心关键部件之一,其表面质量直接决定着钢板的品质和生产效率。然而,中高温炉辊在长期使用过程中易发生氧化、腐蚀、结瘤和摩擦磨损等而导致其过早失效。针对炉辊存在的热腐蚀问题,本文利用超音速火焰喷涂（High Velocity Oxygen Fuel,简称HVOF）和大气等离子喷涂（Atmospheric Plasma Spraying,简称APS）分别制备Cr₃C₂-25wt%NiCr/NiCrAlY金属陶瓷防护涂层和Al₂O₃/NiCrAlY陶瓷防护涂层,采用正交实验方法研究了HVOF工艺参数和APS工艺参数对涂层微观组织和力学性能的影响,结合涂层组织结构并应用极差和方差法进一步优化了工艺参数,研究了两种涂层在高温下的热腐蚀行为,探讨了其腐蚀机理,得到结果如下:1、Cr₃C₂-25wt%NiCr涂层表面未出现明显的孔洞以及裂纹,工作层与粘结层的界面结合处形成不规则的交错咬合,结合方式为机械结合。基于正交实验设计方法的HVOF喷涂Cr₃C₂-25wt%NiCr涂层物相主要由NiCr、Cr₃C₂和少量Cr₇C₃构成。工艺参数对涂层力学性能的影响主次顺序依次为:氧气流量>送粉量>喷涂距离,适中的喷涂距离、氧气流量和送粉量有利于制备致密、性能优异的涂层。最优的HVOF喷涂Cr₃C₂-25wt%NiCr涂层的工艺参数为:喷涂距离180 mm,氧气流量250 L/min,送粉量50 g/min,所制备涂层性能:结合强度为65 MPa、显微硬度为945.0 HV_0.3、孔隙率为1.27%。2、Al₂O₃涂层表面铺展不充分,存在大小不一的孔隙,工作层与粘结层结合界面连续完整,未出现孔隙、裂纹,结合方式为机械结合。基于正交实验设计方法的APS喷涂Al₂O₃涂层物相主要由γ-Al₂O₃和少量未熔α-Al₂O₃两相构成。工艺参数对涂层力学性能的影响主次顺序依次为:喷涂功率>主气流量>送粉量,随着功率和主气流量的升高,涂层的结合强度和硬度均出现先增大后减小的趋势,最优的APS喷涂Al₂O₃涂层的工艺参数为:喷涂功率44 KW,主气流量40 L/min,送粉量40 g/min,所制备涂层性能:结合强度为52 MPa、显微硬度为1219.4 HV_0.3、孔隙率为4.00%。3、Cr₃C₂-25wt%NiCr涂层在750℃下,显示出良好的热腐蚀性能,在腐蚀层与涂层之间的界面处产生的致密的Cr₂O₃薄膜有效地阻滞了腐蚀的进行。涂层在Na₂SO₄熔盐中的腐蚀机理是:表面保护性的氧化膜在涂层与熔盐界面处溶解,然后又在熔盐与空气的界面处重新形成无保护性的氧化物。4、Al₂O₃涂层在750℃下,Na₂SO₄熔盐中无明显剥落及裂纹,显示出良好的热腐蚀性能,在涂层表面上发生γ-Al₂O₃→α-Al₂O₃的转变。α-Al₂O₃具有优异的抗热腐蚀性而阻挡了腐蚀的进行,但是随着温度的升高,涂层的工作层处在800℃和900℃出现了裂纹,归因于金属基体、粘结层和Al₂O₃工作层热膨胀系数相差较大造成的。