摘要
等离子喷涂通过使用等离子体喷涂颗粒的手段对基体进行表面改性，从而使基体具备更好的性能，而设备在深海服役过程常常因为其腐蚀磨损的问题无法使用且问题难以解决，随着目前等离子喷涂应用于深海服役设备的技术越发成熟，因此通过在基体上等离子喷涂镍基涂层研究其耐蚀性能十分有工程应用的价值，本研究通过在 7075 铝合金基体上等离子沉积两种镍基耐蚀涂层，具体包括Ni80Cr20合金涂层及哈氏C276合金涂层，主要研究方案涉及试验与仿真两个方面以期在实际应用上提供一定的参考，本研究的主要工作及主要结论如下： （1）微观形貌表征表明：在金相低倍镜下的两种涂层都较为平整，哈氏C276合金涂层的厚度约为Ni80Cr20合金涂层的5倍，腐蚀前Ni80Cr20合金涂层沉积形貌为堆积水滴状，哈氏 C276 合金涂层沉积形貌为平原状并且孔隙较为细小，腐蚀后 Ni80Cr20 合金涂层和哈氏 C276 合金涂层都有明显的分层现象并且能够看到腐蚀产物的堆积形貌，哈氏C276合金涂层呈现出了更好的平整性。 （2）涂层耐蚀性能分析表明：哈氏 C276 合金涂层的自腐蚀电位为-0.44 V，自腐蚀电流密度为 1.31×10-8 A/cm2，Ni80Cr20合金涂层的自腐蚀电位为-0.68 V，自腐蚀电流密度为 8.23×10-6 A/cm2，两种涂层都能对基体起到很好的防护作且哈氏C276合金涂层的性能更好，在腐蚀之后形成了含氯、氧的腐蚀产物，哈氏C276合金涂层由于Mo、W元素的存在延缓了腐蚀进程，使哈氏C276合金涂层具备了更为优良的耐腐蚀性能。 （3）涂层孔隙率及硬度分析表明：哈氏 C276 合金涂层中的孔隙率约为10.41%，Ni80Cr20合金涂层中的孔隙率约为12.89%，哈氏C276合金涂层的孔隙率更低；Ni80Cr20 合金涂层的平均硬度为 331 HV0.5，哈氏 C276 合金涂层的平均硬度为 435 HV0.5，哈氏 C276 合金涂层比 Ni80Cr20 合金涂层具备更强的硬度。 （4）涂层孔隙腐蚀仿真分析表明：通过相场法对孔隙数量及尺寸对腐蚀影响进行了预测，小尺寸(＜1μm)的孔隙缺陷能够加速涂层的腐蚀，在横向腐蚀扩展上孔隙缺陷的影响程度约为纵向腐蚀扩展的3倍，显而易见孔隙数目的增多对于横向上腐蚀是非常严重的，但在纵向上能够在一定程度延缓腐蚀扩展的速度。 （5）涂层结垢腐蚀仿真分析表明：在考虑传质的影响下，通过水平集法对于腐蚀产物结垢影响腐蚀过程进行了研究，仿真结果与电化学测试所得的腐蚀电流密度偏离差为 10%及 9%，带有 Ni80Cr20 合金涂层的腐蚀产物堆积模型的腐蚀堆积最大深度尺寸为 50.3 µm，向下腐蚀时呈现梯形腐蚀推进，带有哈氏 C276合金涂层的腐蚀产物堆积模型的腐蚀堆积最大深度尺寸为 32.8 µm，向下腐蚀时呈现矩形腐蚀推进，哈氏C276合金涂层的防护性能更好。
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