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激光熔覆Ni-Al2O3复合涂层的微观结构与耐腐蚀性能研究

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目的 解决Cr-Ni系不锈钢在重腐蚀工业环境中本体耐腐蚀性能不足的问题.方法 采用激光熔覆技术制备Ni-Al2O3复合涂层,利用X射线衍射、扫描电镜、能谱仪(EDS)和显微硬度计、电化学工作站等技术研究所制备涂层的微观结构、相组成和元素分布,分析Al2O3含量对复合涂层形貌、显微硬度和耐腐蚀性能的影响规律.结果 复合涂层组织均匀、无明显缺陷,与基体之间存在明显的冶金结合区,沿着该复合涂层深度方向的微观结构依次呈现为胞状晶、定向生长的柱状晶及细小的等轴晶,物相则由均匀分布于复合涂层顶部的Al2O3颗粒和金属间化合物(Fe-Ni、Fe-Ni-Cr固溶体)构成.随着Al2O3含量的增大,复合涂层的显微硬度呈先增大后减小的趋势,腐蚀电位呈先增大后减小的趋势,而失重腐蚀速率和腐蚀电流密度呈先减小后增大的趋势,涂层的耐腐蚀性能呈先增强后减弱的趋势.在Ni-x％Al2O3(x为0、0.15、0.25、0.35,质量分数)复合涂层中,Ni-25％Al2O3复合涂层具有较高的显微硬度和良好的耐腐蚀性能,该涂层的显微硬度达到1026.3HV,腐蚀失重速率为0.15 mg/(cm2·h),腐蚀电压和腐蚀电流密度分别为–326.6 mV和38.6µA/cm2.当继续增加Al2O3的含量时,气孔和裂纹等缺陷开始增多,复合涂层的显微硬度和耐腐蚀性能均呈现下降趋势.研究表明,Ni-x％Al2O3(x≤25)复合涂层的显微硬度和耐腐蚀性能的变化由细晶强化、固溶强化和颗粒强化协同作用所致.结论 激光熔覆Ni-25％Al2O3复合涂层具有较高的硬度和良好的耐腐蚀性,可以有效防护Cr-Ni系不锈钢,提高重腐蚀工业环境下机械零件的耐蚀性和使役寿命.
Microstructure and Corrosion Resistance of Ni-Al2O3 Composite Coating Prepared by Laser Cladding

laser claddingcomposite coatingmicrostructuremicrohardnesscorrosion resistance

孙勇辉、闫洪、兰昊、黄传兵、于守泉、孙小明、张伟刚

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中国科学院赣江创新研究院,江西 赣州 341119

中国科学院过程工程研究所,北京 100190

南昌大学 先进制造学院,南昌 330031

激光熔覆 复合涂层 微观结构 显微硬度 耐腐蚀性能

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ZDRW-CN-2021-3E155D001E055A002IAGM 2020DB04

2024

10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2024.01.014

表面技术
中国兵器工业第五九研究所,中国兵工学会防腐包装分会,中国兵器工业防腐包装情报网

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CSTPCD北大核心
影响因子：1.39
ISSN：1001-3660
年,卷(期)：2024.53(1)
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