熱噴涂制備Fe基非晶合金涂層的組織性能及其激光重熔行為的研究.pdf

1、本文根據(jù)多組元非晶合金系設(shè)計(jì)理論，在Fe基非晶合金粉末中以W替換P，并采用大氣等離子噴涂(APS)和超音速火焰噴涂(HVOF)工藝在Q235基體上制備了涂層，探索了在Fe基非晶合金涂層中以W替換P的可行性。針對涂層的多孔結(jié)構(gòu)特征及其與基體間結(jié)合強(qiáng)度較低的問題，通過熱處理和激光表面重熔技術(shù)對所制備的Fe基非晶合金涂層進(jìn)行后處理，研究了Fe基非晶合金涂層晶化過程以及激光重熔過程中的組織、結(jié)構(gòu)和性能的變化規(guī)律，并采用電化學(xué)工作站對Fe基非晶合

2、金涂層在酸、堿、鹽腐蝕介質(zhì)中的耐蝕性能進(jìn)行了研究。所獲得的主要研究成果如下：
　　首先，通過對含W與含P的Fe基非晶合金涂層(分別編號(hào)為Fe-W和Fe-P)性能的研究，證明了在Fe基非晶合金涂層中以W替換P的優(yōu)越性和可行性。研究表明Fe-W涂層的斷裂韌性顯著高于Fe-P涂層，兩者的納米壓痕硬度相近；Fe-W晶化起始溫度595.4℃比Fe-P提高33.4℃；Fe-W涂層在H2SO4、NaOH和NaCl腐蝕介質(zhì)中的自腐蝕電流密度分別比

3、Fe-P涂層降低了4.9％、28.6%和21%；并且在NaCl溶液中能形成穩(wěn)定的鈍化膜，自腐蝕電位比Fe-P提高了9倍。
　　其次，通過對Fe基非晶合金涂層進(jìn)行激光表面重熔處理的研究，闡明了激光重熔合金區(qū)微觀缺陷的產(chǎn)生機(jī)制，并提出了預(yù)測合金區(qū)高度的技術(shù)方案，為制定優(yōu)化的激光表面重熔工藝方案提供了理論指導(dǎo)。研究表明當(dāng)合金區(qū)高度小于噴涂態(tài)涂層厚度時(shí)，由于熔池底部與未熔涂層間粗糙的接觸面阻礙了液態(tài)金屬的流動(dòng)，在熔池快速凝固過程中，內(nèi)部氣

4、體殘留于熔池中而形成直徑大于50μm的圓形孔洞缺陷；進(jìn)而由于應(yīng)力集中和熔池凝固時(shí)引起的拉應(yīng)力導(dǎo)致圓形空洞周圍的合金區(qū)和未熔涂層中產(chǎn)生微裂紋。當(dāng)重熔涂層合金區(qū)高度稍大于噴涂態(tài)涂層厚度時(shí)，合金區(qū)的微觀缺陷最少，具有最優(yōu)良的綜合性能。通過自定義的孔隙修正系數(shù)α和激光能量有效利用率ξ分別對材料熱物理性能和一維無限大平板熱傳導(dǎo)公式進(jìn)行修正，可以較為準(zhǔn)確的預(yù)測合金高度。
　　最后，通過對Fe基非晶合金涂層在NaOH溶液中耐蝕性能影響因素的研究