铝合金表面激光熔覆铜镍合金涂层的组织、硬度与耐蚀特性研究

为提升铝合金材料的耐蚀性能,探究铝合金与合金熔覆层间的结合机理,本文利用激光熔覆技术在5083铝合金表面制备了不同Ni含量的铜镍合金熔覆层,并利用扫描电子显微镜、X射线衍射分析、硬度测试与电化学性能测试技术,分析了不同Ni含量的铜镍合金熔覆层相组成与组织形貌、铜镍合金熔覆层与铝合金基体的界面组织形貌,绘制了铝元素扩散曲线,分析了海水腐蚀过程中铜镍合金熔覆层的极化曲线。实验结果表明:所制备的铜镍合金熔覆层形貌良好无缺陷,熔覆层由网络状枝晶组成。对合金熔覆层进行XRD分析发现熔覆层主要由AlNi_(3)与CuNi两相组成。结合SEM、EDS分析,发现合金熔覆层的网络状枝晶为富铝相,即AlNi_(3),晶间相为CuNi相。在硬度测试中,由于AlNi_(3)硬质相的生成,熔覆层硬度得到了提升且随着铝的向上扩散呈现一定的规律,电化学检测结果表明,铜镍合金熔覆层具有比5083铝合金更高的自腐蚀电位和较小的自腐蚀电流密度,可以有效提升5083铝合金在海水环境中的耐蚀性。

Si对625合金激光熔覆层高温氧化特性的影响

利用循环氧化法,研究了不同Si含量(0%,1%,3%,质量分数)的625合金熔覆层在700、800、900℃下氧化144 h后的高温氧化行为。用XRD分析了氧化物相。通过SEM/EDS研究了氧化物表面和截面的形貌、元素组成和氧化膜的厚度。结果表明,不同温度下试样的氧化动力学都保持抛物线规律,随着温度的升高,氧化增重逐渐增加。通过观察,在900℃时,0%Si含量的625合金熔覆层出现了氧化膜大面积剥落的情况,3%Si含量的合金熔覆层氧化膜保持完整。在700℃时,随着Si含量增加,氧化膜表面的氧化颗粒尺寸减小且更加致密,同时促进了Cr_(2)O_(3)氧化物的生成。在700℃下,0%Si含量的试样出现了大片的内氧化区域;1%Si含量的试样基体部分出现了2处条状的含Ni,Cr,Mo的氧化物相区;而3%Si含量的试样氧化后由于生成了富Si的内氧化层,这阻止了内氧化的发生。外层Cr_(2)O_(3)氧化膜和内层SiO_(2)的联合作用既阻止了O阴离子的渗入也抑制了Fe等金属离子的扩散,提高了合金熔覆层的抗氧化性。

不同Mn含量Cu-Mn合金熔覆层的腐蚀特性

为研究不同Mn含量Cu-Mn合金熔覆层的腐蚀特性和防污性能,利用激光熔覆技术制备了成分均匀、稀释率低的Cu-Mn合金熔覆层。采用电化学测试、盐雾腐蚀实验、腐蚀形貌观察及铜离子释放试验对3种不同Mn含量的Cu-Mn合金熔覆层在3.5%(质量分数)NaCl溶液中的腐蚀特性进行研究,重点研究了Mn对腐蚀产物和铜离子释放率的影响。结果表明:在电化学测试中,随着Mn含量增多,熔覆层的耐腐蚀性降低。盐雾腐蚀实验中,随着Mn含量的增多,Cu-Mn合金熔覆层腐蚀程度加深,平均质量损失增大。对电解腐蚀后的熔覆层样品进行腐蚀形貌观察,Mn含量高的Cu-Mn合金样品生成的腐蚀产物较低Mn含量的样品更疏松,裂纹孔洞数量多,腐蚀产物更易剥落。铜离子释放试验中,3种Mn含量合金熔覆层样品都可以抑制海洋生物生长,且Mn含量越高,铜离子渗出率越大,在防污材料方面有良好的应用前景。