耐蚀耐磨铁基非晶合金涂层制备及腐蚀与冲蚀性能研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 王勇 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2012 |
| 授予单位 | 中国科学院金属研究所 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 郑玉贵 ; 王建强 |
| 关键词 | 铁基非晶合金涂层 腐蚀 冲蚀 液/固双相流 超音速火焰喷涂 Fe-based amorphous metallic coatings Corrosion behavior Erosion-corrosion resistance Liquid/particle two-phase flow High-velocity oxy-fuel |
| 学位专业 | 腐蚀科学与防护 |
| 中文摘要 | "本文系统地研究了FeCrMoMnWBCSi非晶合金的腐蚀行为以及合金成分对其耐蚀性和硬度的影响机制，分析并表征了HVOF喷涂FeCrMoMnWBCSi非晶合金涂层的微观形貌、成分及非晶结构特征，揭示了涂层的腐蚀及冲蚀机理，阐述了封孔处理和HVOF喷涂参数对其耐蚀性及硬度的影响规律。旨在理解铁基非晶涂层腐蚀及冲蚀机理的基础上，指导耐蚀耐磨铁基非晶合金涂层设计，为该涂层在腐蚀/磨损领域的推广应用提供科学依据。主要研究结果总结如下： 铁基非晶合金在0.5 M NaCl中耐蚀性优于同浓度HCl溶液，而在0.25 M Na2SO4中耐蚀性则低于同浓度H2SO4溶液。在含氯介质中钝化膜的稳定性主要取决于膜层的结构特性(致密度、缺陷等)，在HCl溶液中低的耐蚀性除了H+阳极催化外，所形成的膜层疏松且缺陷多，促进了Cl-浸透作用。在硫酸盐溶液中，由于SO42-吸附作用，膜层成分对于腐蚀过程起着重要作用，H+催化溶解后表面富集低价态Cr3+和Mo4+氧化物使得合金在H2SO4溶液中耐蚀性更优。 Mo、Mn和W元素对铁基非晶合金腐蚀行为和硬度有重要影响。耐蚀性与Mo、W含量存在一临界值(9.4 at.%和3.2 at.%)，随Mn含量增加呈增加趋势，主要与膜层中Mo4+，Mn4+和W6+氧化物含量相关。硬度则随Mo、W含量增加而增加，由于高硬M23C6和M6C类碳化物的形成，但过高的Mo含量(高于9.4 at.%)对硬度提高不大。优化合金配比可实现集耐蚀耐磨于一体的合金成分设计。 HVOF制备的铁基非晶合金涂层除具非晶结构特征外，含Fe2C、Cr7C3、Cr2B、M23C6和少量氧化物组成的纳米晶体相。在海水介质中，涂层表现出较宽且稳定的钝化区间，具有优异的抗点蚀能力。非晶结构及钝化膜中存在的Cr、Mo、W等增加了其点蚀抗力，而孔隙的存在则降低了其均匀腐蚀抗力。冲蚀过程中涂层机械损伤优先发生于孔隙等缺陷部位，高的硬度和非晶结构使其呈现出优异的抗冲蚀性。降低孔隙率是提高其抗腐蚀和冲蚀的关键。 封孔处理可以提高涂层的均匀腐蚀抗力，AlPO4封孔涂层具有优异的均匀腐蚀抗力和良好的点蚀抗力，可实现不低于50 μm的封孔深度，极大提高涂层的硬度。钝化膜的稳定性影响了涂层的长期腐蚀行为，AlPO4封孔涂层在长期浸泡腐蚀后具有较低的缺陷浓度，膜层保护性最强，可以应用于耐蚀/耐磨领域。 氧/燃气比和送粉速率极大地影响HVOF喷涂涂层的结构和性能。高的氧/燃气比和低的送粉速率所制备的涂层表面未熔颗粒均匀、孔隙率低，硬度较高。当孔隙率低于1.21%，非晶含量占主导，钝化电流随非晶含量降低而增加；反之孔隙率是影响涂层耐蚀性的主要因素。HVOF喷涂技术可以制备耐蚀耐磨于一体的涂层。" |
| 公开日期 | 2013-04-12 |
| 源URL | [http://210.72.142.130/handle/321006/64500]  |
| 专题 | 金属研究所_中国科学院金属研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 王勇. 耐蚀耐磨铁基非晶合金涂层制备及腐蚀与冲蚀性能研究[D]. 北京. 中国科学院金属研究所. 2012. |
入库方式： OAI收割
来源：金属研究所
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