【摘 要】
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金属在高温下的氧化腐蚀问题推动了涂层技术的发展,在工件表面镀上特定涂层,将会改善工件的性能,延长工件的服役寿命。本研究采用磁控溅射离子镀通过改变工件架转速,以及多弧离子镀技术通过改变Cr靶电流,分别在45#钢、Si以及钼基体表面沉积了不同调制周期和不同成分的FeCrAl涂层。研究了涂层的微观组织、力学性能、电化学腐蚀性能以及高温抗氧化性能。分析了转速和Cr靶电流对涂层组织及性能的影响,并探讨了Fe
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金属在高温下的氧化腐蚀问题推动了涂层技术的发展,在工件表面镀上特定涂层,将会改善工件的性能,延长工件的服役寿命。本研究采用磁控溅射离子镀通过改变工件架转速,以及多弧离子镀技术通过改变Cr靶电流,分别在45#钢、Si以及钼基体表面沉积了不同调制周期和不同成分的FeCrAl涂层。研究了涂层的微观组织、力学性能、电化学腐蚀性能以及高温抗氧化性能。分析了转速和Cr靶电流对涂层组织及性能的影响,并探讨了FeCrAl涂层的高温氧化行为和抗氧化机制。研究表明,所制备的FeCrAl涂层均由体心立方晶格Fe-Cr固溶体组成,Al以非晶和固溶到晶格的形式存在;在磁控溅射所镀膜层中,随着工件架转速的提高,涂层表面粗糙度先增大后减小,成分基本保持不变,涂层硬度下降,与基体的结合力明显增强;在多弧涂层成分工艺下,随着Cr靶电流的增大,涂层中Cr含量逐渐增加,表面颗粒尺寸减小,涂层厚度从8.32μm增加到15.15μm,其硬度呈逐渐下降趋势,涂层与基体均结合良好。涂层在3.5wt%Na Cl溶液中的电化学腐蚀结果表明,工件架转速为5r/min时沉积的涂层电化学腐蚀性能最好;Cr含量对涂层耐蚀性能影响不大,综合对比得出Cr靶电流为1.0A时电化学性能最佳。FeCrAl涂层的抗高温氧化性能是基于在其表面生成了致密的防护性氧化层（Al2O3/Cr2O3）,从而有效减缓了涂层的进一步氧化。当涂层中Al含量较低时,高温下以生成Cr2O3保护层为主,Cr含量增加涂层抗氧化性能增强,但含量过高则会导致涂层在高温下产生裂纹,影响涂层组织与所形成氧化膜的稳定性。
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