随着社会对资源、环保需求的不断增强,表面工程技术及材料科学得以快速发展,尤其是现代热喷涂工艺及纳米新材料的有机结合,为零件表面提供一种新型结构的强化保护层,减缓了设备的磨损、腐蚀过程,已广泛应用于设备的修复及再制造,提高了资源的再生利用效率。本文主要阐述热喷涂及纳米材料技术的发展历程,及其在各领域的应用情况,并以高炉TRT为对象,开展纳米喷涂技术在TRT叶片预保护处理的应用研究,重点针对叶片的腐蚀及磨损问题,说明纳米喷涂工艺方案设计、实验研究及工业试验整个研究过程。首先,通过分析TRT工况及失效形式,进行纳米材料化学成分及结构设计。选定含有Fe、Cr、C、B合金元素的纳米材料,形成金属间化合物及低熔点共晶合金,对涂层有明显的弥散强化作用；采用“底层+面层”的梯度复合结构,降低涂层内应力,提高涂层与基体的结合强度,增强涂层表面的抗磨损、耐腐蚀能力；利用等离子喷涂工艺,减少喷涂过程中对基体的热影响,控制涂层的孔隙率在1%以下。其次,按照设计的工艺方案,在实验室进行实验研究,选用与TRT叶片相同的材料2Cr13作为基材,设定多种喷涂工艺技术参数及涂层材料成分配比,制备不同试样,并对试样进行物理及机械性能检测分析,最终确定送粉速度2.5g·min-1、喷涂距离110mm及喷涂速度800mm·s-1为最佳喷涂工艺技术参数。最后,根据实验室研究确定的最佳喷涂工艺技术参数及涂层材料成分比例,实施TRT叶片纳米喷涂预保护处理的工业试验。经过6个月上机使用考核,检查涂层表面无腐蚀、剥落及明显的磨损现象,同时对比未进行表面处理及采用激光堆焊和树脂涂层处理后叶片使用后状况,采用纳米喷涂处理的叶片,不仅设备状况保持良好,而且机组运行效率明显提升,完全满足现场生产需求。