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本课题在45钢表面等离子喷涂Cr2O3-8TiO2陶瓷涂层,并对Cr2O3-8TiO2涂层和镀硬铬的组织、硬度以及耐腐蚀性能进行了试验研究。 用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪和能谱分析等手段,对Cr2O3-8TiO2涂层和镀硬铬的组织形貌、结构、相组成进行了分析,测定了Cr2O3-8TiO2涂层的孔隙率、粘结强度和显微硬度。 Cr2O3-8TiO2涂层为典型的层状结构,涂层中含有少量孔隙。本文分析了陶瓷涂层孔隙形成的原因,并应用封孔技术对陶瓷涂层的孔隙进行了处理。通过对Cr2O3-8TiO2陶瓷涂层显微硬度测试得知,Cr2O3-8TiO2陶瓷涂层的显微硬度达到了727~2518Hv,高于镀硬铬层的显微硬度856Hv,平均显微硬度约为镀硬铬层显微硬度的2倍。 本课题利用盐雾腐蚀试验、全浸泡腐蚀试验(HCl溶液、NaOH溶液和水溶液)、电化学法对Cr2O3-8TiO2涂层以及镀硬铬层的耐腐蚀性能进行检测。实验结果显示:在盐雾试验条件下,Cr2O3-8TiO2涂层的耐腐蚀性能是镀铬层的6倍;在质量浓度为10%HCl中,Cr2O3-8TiO2涂层的耐腐蚀性能是镀铬层的70倍;在自然水中,Cr2O3-8TiO2涂层的耐腐蚀性能是镀铬层的6~7倍;在质量浓度为10%NaOH中,Cr2O3-8TiO2涂层的耐腐蚀性能是镀铬层的6倍。 Cr2O3-8TiO2涂层及镀硬铬在盐雾、水、质量浓度为10%NaOH和HCl中均发生了不同程度的腐蚀,在水溶液、酸性溶液、碱性溶液及盐类溶液中Cr2O3-8TiO2涂层及镀硬铬层的腐蚀倾向依次为:10%NaOH<水<盐雾<10%HCl。 镀硬铬的腐蚀不仅发生在镀层表面,产生镀层的全面腐蚀和镀层局部腐蚀(镀层表面缺陷处),而且还同时发生在镀层与基体的结合界面。而Cr2O3-8TiO2涂层的腐蚀主要是涂层的全面腐蚀,腐蚀使涂层的致密性降低。 本文试验研究了温度对Cr2O3-8TiO2涂层和镀硬铬的腐蚀速度的影响,随着温度升高,Cr2O3-8TiO2涂层和镀硬铬的腐蚀速度加快。试验得到了Cr2O3-8TiO2涂层腐蚀速度与温度的表达式V=1.54×10-19T4.1e-10.6/Tt,其中V为单位面积的质量损失(g·m-2),T为温度(K),t为反应时间(h)。