镍基自熔性合金粉末的制备及其涂层耐蚀性能的研究

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1、摘要作为机械零部件三种主要失效形式之一，腐蚀问题直接关系到国民经济各个领域。鉴于此，本文依据质量百分因子(APF=4Cr／(2Mo+w))法，并参考现今先进耐蚀合金和本课题组先前的研究工作，设计了一种新的Ni基自熔性耐蚀合金粉末。用氧一乙炔火焰喷焊、等离子喷焊将自制的粉末热喷涂于低碳钢基体上制备出耐蚀合金涂层。从涂层质量、电化学腐蚀、高温氧化和热疲劳方面对涂层性能及其机理进行研究。通过比较两种涂层形貌、组成相、缺陷数量及其分布、显微硬度变化以及结合区元素扩散情况可以发现，两种涂层与基体之间都形成了冶金结合，等离子喷焊

2、层的质量高于氧一乙炔喷焊层。通过测定两种涂层和1Crl8Ni9Ti不锈钢在不同浓度H2s04、10％HCl、混合酸(15％Hcl+15％H2S04+10％H3P04+10％HN03)及饱和F《13溶液中的阳极极化曲线，获得两种涂层，不锈钢在相同电解质，以及同一成分的涂层在不同电解质中的腐蚀电位、腐蚀电流、维钝电流及击穿电压等的变化。实验结果表明，两种涂层随着硫酸浓度的增加腐蚀速率先增后减，钝化膜从先难形成到后来易形成。在不同浓度的硫酸中，两种涂层都形成了保护性的钝化膜。10％HCI和Fecl3中，不锈钢腐蚀速率最大，

3、等离子喷焊层的腐蚀速率最小。在混合酸中，当电位达到1．2V时，两种涂层极化曲线比较平缓，并且没有出现过钝化，表明涂层后期处于稳定状态，腐蚀速率较小．不锈钢的阳极极化曲线呈现锯齿形，表明：不锈钢表面形成的钝化膜很快就被溶解，没有起到保护作用。腐蚀后期不锈钢极化曲线急剧上升，腐蚀速率变大。采用增重法研究了两种涂层、lCrl8Ni9Ti不锈钢在750℃的抗高温氧化性能，并通过SEM和XRD对氧化产物的形貌和相组成进行了观察与分析，并对涂层的氧化增重曲线进行了非线性拟合．结果表明，两种涂层的氧化增重曲线符合抛物线规律，涂层的

4、氧化产物主要为Cr203．不锈钢在氧化100小时以后氧化产物中不存在Cr203，两种涂层在高温长时间下表现出了优越的抗氧化性能。将不同厚度的热喷涂试样放入马弗炉中进行热疲劳实验．实验结果表明，当两种喷焊层的厚度大于5mm时，涂层的耐热疲劳性能会大大降低。在涂层小于3ram时，两种涂层都不会出现脱落现象。氧一乙炔火焰喷焊层裂纹产生的早于等离子喷焊层，裂纹数量多于等离子喷焊层，并且裂纹的扩展速度比较快。关键词：镍基自熔性合金粉末；等离子喷焊；氧一乙炔火焰喷焊；电化学腐蚀；阳极极化；高温氧化；氧化动力学；热疲劳nAbstr

5、actCorrossion,asoneofthethreeinvalidationformsofthemechanicalparts,isrelatedtoallthedepartmentsofthenationaleconomy．OnenewNi-basedself-fluxingalloypowderhasbeendesignedaccordingtotheexperiencedanti-corrossivealloysandtheworkthatourteamdonebefore．bythewayofAPF．T

6、hePerformanceofthecoatings，whichweremadebysprayingthealloypowderbythewayofoxyacetyleneflameandplasmatransferredarcsurfacing，Wasstudiedthroughthequalityofthecoatings，electrochemicalcorrosion，hightemperatureoxidationandthermalfatigue．Fromtheappearanceofthecoating

7、s，themakeupphases，thequantityanddistributingofthedisfigurations，thefluctuationofthemicrohardnessandtheelementdiffusionofintergratedzone，weknewthat，thecoatingsintergratedwiththebasemetallurgicallyandthecoatingformedbyplasmatransferredarcsurfacingWasbetterthanthe

8、oneformedbyoxyacetyloneflamespraying．Bymensuratingtheanodicpolarizationcurvesofthetwokindsofcoatingandthestainlesssteel1Crl8Ni9TiwithinvariousconcentrationsofvitrolH2S04(wt％