激光熔覆制备Zr-Cu-Ni-Al非晶/晶态复合涂层及其耐蚀性研究

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腐蚀为金属材料最常见的失效方式之一,提高金属材料的耐蚀性能具有重要意义。非晶合金因其独特的短程有序、长程无序结构,不存在常见晶体材料中的空位、位错以及晶界等缺陷,具有优异的耐蚀性能。激光熔覆技术可有效规避非晶合金的尺寸限制,提高金属基底的耐蚀性能,但对激光熔覆制备的非晶/晶态复合涂层的腐蚀行为认识还不够深入,需要展开进一步的研究。本文选取Zr50.7Cu28Ni9Al12.3非晶合金,在不同激光功率和扫描速率下制备得到了Zr-Cu-Ni-Al非晶/晶态复合涂层,并研究了涂层在NaCl介质条件下的耐蚀特性。研究发现涂层与基材呈良好冶金结合,涂层结构致密无明显缺陷。涂层主要由非晶相及CuZr2、Cu10Zr7、Ni10Zr7等金属化合物和部分如Al2O3等金属氧化物组成。非晶相含量随激光功率及扫描速率的增大而呈先增加后下降趋势。重熔前当激光功率为1000 W及扫描速率为1 m/min时,涂层耐蚀性能最好,腐蚀电位为-0.376 V,电流密度为9.54×10-77 A/cm2。本文还对制备得到的复合涂层在进行了激光重熔处理,研究了涂层微观结构及耐蚀性能随重熔激光功率及扫描速度的变化规律。研究发现,重熔后涂层非晶相含量得到显著提升,且涂层非晶相含量随重熔激光功率及扫描速率的增大而呈先增加后下降趋势。当重熔功率为1000 W及扫描速率为7 m/min时,重熔涂层的耐蚀性能最佳,此时的腐蚀电位为-0.257 V,腐蚀电流密度为3.74×10-9 A/cm2,表明通过激光重熔处理,可以有效提高涂层耐蚀性能。
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