激光熔覆Cu-Mn合金电解腐蚀选择性溶解及纳米多孔涂层制备研究

采用激光熔覆结合熔覆层激光快速重熔工艺,在45钢表面制备了成形良好、稀释率低的Cu-Mn合金涂层,涂层微观组织为细小的树枝晶,随着激光重熔速度的提高,二次枝晶间距统计平均值从3.1μm减小为1.6μm.动电位扫描测试表明,对于不同的电解液,Cu-Mn合金表现出选择性溶解特性.对合金涂层在HCl和KNO_3溶液中进行电解腐蚀脱合金后,分别成功制备了纳米多孔结构的Cu涂层和Mn涂层.纳米多孔Cu孔径尺寸为30—50 nm,而纳米多孔Mn的微观形貌为类似于丝瓜筋的网状结构,粗糙度系数高达900.     

不同Cr含量的Ni-Cr合金熔覆层的高温氧化和热腐蚀特性

采用激光熔覆技术制备了Cr质量分数为10%、20%和40%的Ni-Cr合金熔覆层,研究了其在900 ℃下的高温氧化特性和600 ℃下Na₂SO₄+25% K₂SO₄混合盐中热腐蚀特性。结果表明,Cr含量对熔覆层的高温特性起着关键作用。提高Cr含量对提升熔覆层抗硫酸盐诱导的热腐蚀能力比提升抗循环高温氧化能力更有效。Cr40涂层抗高温氧化和热腐蚀性能最佳。Cr10的氧化产物以NiO为主,极易脱落,内部氧化严重。虽然Cr40表面可以形成单一的Cr₂O₃层,但热应力和生长应力引起的富Cr氧化物内部开裂,使Cr40的抗循环高温氧化能力仅略好于Cr20。面对热腐蚀时,Cr10表面呈现层状NiO和Ni₃S₂叠层分布的腐蚀产物,内部腐蚀区也生成了Ni的硫化物。Cr20表面Cr₂O₃层被破坏,内部腐蚀严重,生成了CrS。Cr40表面生成了致密的Cr₂O₃保护层,有效地防止了进一步腐蚀。     

铜基耐蚀合金熔覆层的制备及耐蚀特性

采用光纤激光器,在不同功率下在Q235钢表面制备了铜基合金熔覆层。利用扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪和电化学工作站分别对熔覆层的显微结构、相组成及耐蚀性能进行表征。结果表明,熔覆层与基体冶金结合。熔覆层底部为胞状组织,中部为树枝晶和柱状晶。熔覆层主要包含富铜Cu(Ni, Fe)固溶体和富铁Ni(Cr, Mo, Fe)固溶体。由于其最高的自腐蚀电位和最低的自腐蚀电流,2000 W功率下所制备的熔覆层表现出最好的耐蚀性能。     

316L不锈钢表面激光熔覆Stellite-F合金层的电化学腐蚀行为

采用CO₂激光器在316L不锈钢表面熔覆Stellite-F合金,通过电化学方法研究了Stellite-F熔覆合金层在5wt%NaCl溶液中的腐蚀行为。结果表明:与316L不锈钢相比,与基材呈冶金结合的Stellite-F合金层自腐蚀电位较正、自腐蚀电流密度较小,无点腐蚀现象出现,耐海水腐蚀性能较好;研究发现,熔覆合金层物相主要由γ-Co固溶体与Ni₃C、Cr₂₃C₆碳化物构成,在盐溶液中其腐蚀失效机制为选择性腐蚀,即固溶体合金相作为阳极被腐蚀浸出,碳化物相得到阴极保护暴露析出,同时固溶体相中的Co、Ni组分优先被腐蚀浸出,其余组分形成海绵状结构。     

NiCrBSiMo激光熔覆层腐蚀磨损交互作用的定量分析

采用CO2激光器在45CrNi钢表面制备了5种不同钼含量的镍基合金激光熔覆层,借助球盘式摩擦磨损试验机对NiCrBSiMo激光熔覆层的腐蚀磨损性能进行了测试并对腐蚀磨损的交互作用进行了定量分析.结果表明,镍基合金中加入钼,可以提高熔覆层的腐蚀磨损性能.熔覆层因腐蚀磨损导致的材料失重主要归因于纯磨损和腐蚀磨损的交互作用.交互作用引起的失重约占总失重的24%～56%,纯腐蚀引起的失重可忽略不计.腐蚀磨损中的磨损失重是纯磨损失重的1.3～2.3倍,磨损增量超过交互作用总量的99%;腐蚀磨损中的腐蚀失重是静态腐蚀失重的1.4～2.7倍,但其量很小.     

高强度不锈钢激光熔覆层抗腐蚀性及其腐蚀机制研究

通过激光熔覆技术在基体1Crl5Ni4Mo3N表面制备高强度不锈钢熔覆层,并利用扫描电镜、析氢试验、电化学分析仪对基体与熔覆层的组织结构、析氢速率、电化学阻抗与腐蚀形貌进行测试表征.结果表明:所制备的熔覆层抗腐蚀性较基体差.分别对基体与熔覆层的腐蚀机制进行探究,发现基体与熔覆层腐蚀过程主要分为3个阶段,腐蚀形式为晶间腐...     

IN625激光熔覆层腐蚀致微裂纹扩展机理研究

对QT600球墨铸铁表面熔覆IN625涂层,观察熔覆层显微组织与EDS能谱。对基体与熔覆层进行3.5%NaCl溶液中的电化学腐蚀实验,建立IN625激光熔覆层腐蚀致微裂纹扩展瞬态演变数值模型,考虑微小裂纹已经存在的情况下,熔覆层在恶劣环境工作所诱发的腐蚀过程,分析离子浓度、离子迁移、pH值、电极电位和腐蚀速率等各项数值在腐蚀过程中的瞬态演变规律。结果表明,IN625熔覆层相较于QT600基体耐蚀性显著提升。     

激光功率对TC4合金表面Ni60A/CeO2熔覆层组织及耐腐蚀性能的影响

为了提高TC4合金基体表面的耐腐蚀性能,运用激光熔覆同轴送粉技术,采用1200、1500、1800、2100、2400 W等不同激光功率在TC4合金基体表面上制备Ni60A/CeO2复合熔覆层,对熔覆层进行了显微组织观察、电化学检测以及电化学腐蚀后的表面观察,探究激光功率对熔覆层耐腐蚀性能的影响.研究表明,随着激光功率...     

激光功率对FeCoCrNiMn高熵合金熔覆层组织与性能的影响

采用5种激光功率在40CrMnMo钢表面制备了FeCoCrNiMn高熵合金涂层,采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、维氏显微硬度计、应力分析仪、摩擦磨损试验机和电化学工作站等对涂层的显微组织、物相、力学性能及耐蚀性能进行了研究,分析了激光功率对熔覆层组织与性能的影响。结果表明：激光熔覆制备的FeCoCrNiMn涂层的组织主要为FCC固溶体相,当激光功率大于1400 W时,涂层出现BCC相(α-Fe)结构,组织为树枝晶,晶内为马氏体;随着激光功率的增大,涂层残余应力先减小后增加,在1000 W时达到最小值,为215.3 MPa,涂层的硬度为先增大后减小,1000 W时达最大值215.4 HV0.3;激光功率1000 W时涂层的耐磨性最佳,磨损率最低,为1.406×10^-5 g·N^-1·m^-1;激光功率1200 W时涂层的耐腐蚀性最佳,涂层的自腐蚀电位最大,为-0.24 V,自腐蚀电流密度最小,为2.37×10^-9 A·cm^-2。综合分析试验结果,激光...     

激光功率对FeCoNiCrMo高熵合金熔覆层组织与性能的影响

为了探究激光功率对熔覆层组织与性能的影响,采用6种激光功率在42CrMo钢表面制备了FeCoNiCrMo高熵合金熔覆层。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、维氏显微硬度计、应力分析仪、摩擦磨损试验机和电化学工作站对熔覆层的显微组织、物相、力学性能及耐蚀性能进行了研究。结果表明：激光熔覆制备的FeCoNiCrMo涂层的组织主要为FCC固溶体相,当激光功率大于1.6 kW时,涂层出现BCC相(α-Fe)结构,组织为树枝晶,枝晶内为马氏体,枝晶间为含Cr、Mo元素的铁素体;随着激光功率增大,涂层硬度先增大后减小,1.6 kW时达最大值522 HV0.3;激光功率1.8 kW时涂层的耐磨性与耐腐蚀性最好,磨损率与自腐蚀电流密度分别为0.71×10^-5 g·N^-1·m^-1和1.69×10^-9 A·cm^-2。激光功率是影响FeCoNiCrMo高熵合金涂层组织与性能的重要因素,提高激光功率有利于促进BCC相的生成,显著提高涂层力学性能及腐蚀性能。     

304钢表面激光熔覆Stellite12钴基涂层组织及腐蚀性能

目的 对304不锈钢表面强化处理来提高其耐腐蚀性能。方法 使用激光熔覆技术将Stellite12涂层制备在304钢基体上。使用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射(XRD)、三电极电化学工作站对涂层显微组织、元素分布、物相、电化学腐蚀行为进行测试与分析,并对涂层和304不锈钢的耐腐蚀性能进行了对比分析。结果 涂层物相主要由面心立方结构a-Co固溶体、CoCx等化合物组成。由于温度梯度和凝固速度的不同,熔覆层截面下、中、上部呈现出了不同的组织形貌特征:依次由平面晶、胞状晶、树枝晶、细小树枝晶组成。涂层枝晶间为Co和碳化物的共晶组织,枝晶内主要为a-Co的初生相。在进行电化学腐蚀后,涂层的自腐蚀电位为?504.5 mV,304钢的自腐蚀电位为?579.7 mV,涂层的腐蚀电位较304钢偏正,比304钢耐腐蚀。涂层表面出现了腐蚀点,腐蚀点位分布均匀、且程度较轻。304钢表面发生了严重的腐蚀,明显可见深度和面积较大的腐蚀孔洞。结论 Stellite12合金涂层能够有效地提高304不锈钢表面耐腐蚀性能。     

带包覆层管道腐蚀缺陷的微磁检测技术

本研究基于微磁无损检测技术,以预制腐蚀缺陷的带包覆层管道为研究对象,分析微磁无损检测技术对于带包覆层管道检测的可行性。首先验证了缺陷大小对检测结果的影响,然后建立了包覆层厚度对磁场强度衰减的影响模型,并利用试验验证了该模型的准确性。研究证明了微磁无损检测技术应用于管道检测的优势,为带包覆层管道腐蚀缺陷的微磁检测技术工程实用奠定了基础。     

面向泵阀的钴基合金激光熔覆层组织与性能特征

目的改善泵阀密封面质量,延长其使用寿命和提高泵阀使用可靠性。方法在已做单道涂层预实验基础上,采用大功率光纤耦合半导体激光器于泵阀材料ZG45平板上制备多道钴基合金熔覆层。利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、能谱仪(EDS)、显微硬度计、盐雾腐蚀箱等实验测试仪器,分析熔覆层组织形态特征、成分、显微硬度及腐蚀行为,确定多道钴基涂层的工艺参数及性能。结果多道钴基熔覆层存在可行的工艺参数,熔覆层致密,且与基材形成冶金结合。涂层显微组织主要由柱状晶、胞状晶、柱状树枝晶及枝间共晶组织组成,主要相为γ-Co、Cr_(23)C_6。枝晶中心主要由Co和Fe元素组成,其含量从枝晶中心向周围区域递减。枝晶间化合物主要由Cr、C、W元素组成,其含量均匀分布于枝晶间。涂层的平均显微硬度为586.5HV_(0.3),是基体的2.8倍以上,显微硬度随着稀释率的降低而增加。熔覆层的耐盐雾性能显著提高。结论基于钴基合金的表面激光熔覆技术可以有效地提高其硬度和耐腐蚀性,可用于泵阀密封面的表面性能强化。     

6061Al合金表面激光熔覆Ni基合金的组织及性能

将NiCrBSi合金粉末预涂于6061Al合金表面，采用高功率连续波2kWNd-YAG激光器进行激光表面熔覆处理。试验结果表明，铝合金对于波长1．06gm的激光具有很高的吸收率，选用合适的激光加工工艺参数和Ar气保护，可在铝合金表面获得致密的Ni—Al合金激光表面改性层，熔覆层的组织以Ni-Al金属间化合物为主，改性层的硬度Hv高达9000MPa以上，且与基体呈现良好的冶金结合。在3．5％NaCl水溶液中的阳极极化曲线测定及摩擦磨损试验结果表明，Ni基合金改性层明显改善了6061Al合金的电化学腐蚀及摩擦磨损性能。     

激光熔覆AlCoCrFeNiSix高熵合金涂层的微观组织及耐蚀性能

利用激光熔覆技术在AISI 304不锈钢表面制备了AlCoCrFeNiSix（x=0.1,0.2,0.3,0.4,0.5）高熵合金涂层。采用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、能谱分析仪（EDS）、透射电子显微镜（TEM）、维氏硬度计和电化学工作站等,分析了Si元素对AlCoCrFeNiSix高熵合金涂层微观组织和性能的影响。结果表明：AlCoCrFeNiSix高熵合金涂层由体心立方（BCC）固溶体晶粒构成。随着Si元素含量的增加,Si元素置换固溶使晶格收缩,晶粒逐步细化,纳米尺度球状AlNi相在晶粒内脱溶,少量的Cr23C6碳化物沿晶界析出。微观组织的演化导致涂层的显微硬度升高,最大硬度达到848.1 HV0.3。AlCoCrFeNiSix高熵合金涂层的热力学腐蚀倾向和均匀腐蚀速率均低于基材AISI 304不锈钢。Si元素的掺杂提高了钝化膜的修复能力和稳定性,使腐蚀机制从自催化发展的点蚀转变为晶间腐蚀。     

激光熔覆镍基合金的耐磨耐蚀性研究

用激光熔覆和火焰重熔方法在 35CrMo调质钢表面分别熔覆上一层Ni45、Ni35合金。用电化学方法和应力腐蚀试验测定了熔覆层耐蚀性。试验结果表明 ,激光熔覆层组织的耐磨性和抗腐蚀性较火焰重熔后组织的有很大提高。其中激光熔覆Ni45粉末的熔覆层组织的耐磨、耐蚀性最好     

Fe-Cr基激光熔覆层的耐腐蚀性能

为了提高普通碳钢的耐腐蚀性能,配制了Fe-Cr基合金粉末,采用激光熔覆技术,对系列碳钢进行表面熔覆改性.利用OM、XRD、硬度计和电化学工作站研究了涂层的组织和耐腐蚀性能.结果表明:配置的Fe-Cr激光熔覆粉末适合低中碳钢表面改性,熔覆层与基体之间实现了良好的冶金结合,基体相为单相铁素体结构,熔覆层具有良好的耐腐蚀性能.     

FeCrNiMo激光熔覆层组织与电化学腐蚀行为研究

目的 研究所设计FeCrNiMo激光熔覆层的组织结构及电化学腐蚀行为,用于解决液压支架表面防护与修复问题。方法 采用激光熔覆技术在27SiMn钢表面制备FeCrNiMo合金熔覆层,通过XRD、光学显微镜和SEM表征其微观组织结构,利用动电位极化与交流阻抗谱技术研究熔覆层电化学腐蚀行为。结果 在适宜工艺条件下实现了单道熔覆层厚度达2 mm以上,且无明显气孔、裂纹等缺陷。熔覆层具有胞状枝晶组织特征,枝晶内为马氏体,晶间富Cr、Mo的铁素体有效缓解了马氏体相变的高应力,达到了较好的强韧化匹配。熔覆层在3.5%NaCl和0.5 mol/L H2SO4溶液中均呈现出明显的钝化行为,钝化区间宽度分别为300 mV和1310 mV,自腐蚀电位分别为–140.2 mV和2.3 mV,自腐蚀电流密度分别为5.0×10^–8A/cm²和1.3×10^–3 A/cm²,极化电阻分别为3.5×10⁵ ?.cm²和6261.4 ?.cm²,具有较为优异的耐腐蚀性能,且显著优于基体材料,但其双相组织特征易导致微区发生选择性腐蚀。结论 所设计的FeCrNiMo合金及相应激光熔覆工艺,满足实际工程对于熔覆层高效制备、成形质量及耐蚀性的要求,可用于液压支架表面防护与修复。