191 / 2021-04-05 21:12:52

激光熔覆NiCrMo系多元合金涂层组织与性能研究

激光熔覆；多元合金涂层；耐蚀性；显微组织

        本课题针对海工、石油等行业关键工程材料的性能要求，选取Ni、Cr、Mo、Al作为主要合金元素，在Q235基体上采用激光熔覆技术制备不同Mo和Al含量的Ni-Cr基耐蚀涂层。激光熔覆NiCr_xMo_y涂层，随着Cr含量的增加（x值从1增加到1.5），涂层物相从单一的FCC相转变为FCC+BCC的双相结构，而Mo元素的添加使涂层中析出了σ相。NiCr_1.5Mo_0.1涂层表现出较优异的耐蚀性。研究发现，Mo基氧化物沉淀在样品表面增强了Cr₂O₃膜的稳定性，Mo基氧化物被进一步氧化为MoO₄^2-增强了腐蚀产物膜的耐蚀性和稳定性。但过量Mo元素的加入会导致涂层中σ相含量增多，在附近形成贫铬区，造成了涂层成分不均匀分布，降低了涂层的耐蚀性。随着Cr、Mo含量的增加，一方面增强了固溶强化作用，另一方面晶格畸变严重引发了相变，涂层中BCC相含量增大，晶界相对体积上升以及σ相的析出均提高了涂层的显微硬度。

       激光熔覆Al_x(NiCrMo_y)涂层中，Al元素的加入使涂层从单一的FCC相转变为BCC相，获得了有序BCC与无序BCC相共存的组织。Al元素的加入对NiCrMo_0.3涂层耐蚀性有一定的改善作用。Al_x(NiCrMo_y)涂层腐蚀主要为晶间腐蚀，由于涂层中元素的成分不均导致不同物相间形成电位差而发生微区电偶腐蚀。Al元素的加入使涂层平均硬度较NiCrMo涂层提高了2-3倍左右，特别是Al₂(NiCrMo_0.3)涂层，平均硬度值高达922 HV_0.1。FCC向BCC相的转变以及Al的固溶造成的晶格畸变显著提高了涂层的显微硬度。