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本文采用真空熔炼和雾化制粉相结合,制备出 Ti-Ni合金粉体。然后把 Ti-Ni合金颗粒涂覆在砂型型腔内壁,钢水浇注成功制备出Ti-Ni铸渗层的钢基表面复合材料。通过多种电化学实验测试证明,制备出的 Ti-Ni铸渗层的耐腐蚀性能比ZG45钢的要显著提高。 通过对Fe-Ni-Ti体系的热力学分析发现Ti-Ni合金颗粒在高温下发生了分解, Fe和 Ni首先结合形成连续固溶体。标准状态下该体系反应产物中 Fe2Ti的生成自由焓小于0而且其数值最低,极易生成稳定相。 分析了 Ti-Ni合金颗粒成分以及浇注温度这两个工艺参数对铸渗层质量的影响,得到了最好的工艺参数组合;同时采用SEM、XRD、EDS等检测方法对Ti-Ni铸渗层的表面形貌、物相组成、成分分布等进行了检测分析,结果表明: 1.35wt.%Ti的合金粉体主要成分是 NiTi和 Ni4Ti3,还有少量的 Ni;55wt.%Ti的合金粉体主要成分是 Ni2Ti;75wt.%Ti的合金粉体主要成分是 Ni2Ti,还有少量的Ti。 2.合金粉体颗粒呈球形,粒度为60-200目。 3.铸渗层与基体是冶金结合,梯形过度形成三个区域,分别是基体区,过渡区,铸渗层。 4.当浇注温度为1650℃,Ti含量为35wt.%时,能制备出质量较好的铸渗层,其铸渗层厚度可以达到6~7mm。 5.结合热力学数据结果,通过对铸渗层进行物相组成分析,发现铸渗层主要由Fe2Ti相,Fe-Ni连续固溶体和大部分都聚集在Fe2Ti相周围的Ti相组成。 6.在3.5wt.%的NaCl溶液中,铸渗层的自腐蚀电位(EK)为-0.58V,基体的自腐蚀电位(EK)为-0.70V,铸渗层的自腐蚀电位比基体的高120mV,而且进入阳极极化之后,随着电位的升高,铸渗层的电流密度始终比基体的要小,说明铸渗层的溶解速率比基体的要小,当电位升高到-0.50V时,铸渗层还出现了钝化的现象,这些都说明铸渗层的耐腐蚀性能比基体提高很多。 7.在1mol/L的H2SO4溶液中,铸渗层的自腐蚀电位(EK)为-0.40V,基体的自腐蚀电位(EK)为-0.49V,铸渗层的自腐蚀电位比基体的高90mV,而且进入阳极极化之后,随着电位的升高,铸渗层的电流密度始终比基体的要小,说明铸渗层的溶解速率比基体的要小,说明铸渗层的耐腐蚀性能比基体要好。 8.在10wt.%的NaCl溶液中浸泡480h之后,ZG45钢基体出现大量的蚀孔和少量横槽,而铸渗层表面没有出现明显的腐蚀痕迹。