稀土對鈦合金化不銹鋼表面制備雙層涂層電化學(xué)及力學(xué)性能的影響.pdf

1、奧氏體不銹鋼以其良好的耐高溫性、抗氧化性能及機(jī)械加工性能在石油、化工、化學(xué)、醫(yī)藥、食品等現(xiàn)代工業(yè)社會的各個領(lǐng)域得到了較為廣泛的應(yīng)用。但由于腐蝕介質(zhì)的影響，在一些惡劣環(huán)境中，不銹鋼基體暴露于鹽溶液，特別是在含有Cl-的溶液中容易發(fā)生各種類型的腐蝕。同時，不銹鋼由于磨損性能較差，在實(shí)際應(yīng)用中會由于表面磨損造成材料的損失，以致造成不銹鋼結(jié)構(gòu)本身的力學(xué)性能以及耐腐蝕性能降低。因此，針對奧氏體不銹鋼的腐蝕磨損防護(hù)成為近年來國內(nèi)外研究者的研究重點(diǎn)。

2、
　　在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中，人們期望采用一種簡便、經(jīng)濟(jì)的方法來有效提高不銹鋼的耐腐蝕磨損性能。本研究采用的固體粉末包埋法是一種原位化學(xué)氣相沉積技術(shù)，具有成本低、易操作等優(yōu)點(diǎn)。通過兩步固體粉末包埋法在304不銹鋼表面制備鉻/鈦雙層涂層，為改善外層鉻涂層的性能，在滲鉻涂層中加入不同稀土元素（RE），形成稀土元素改性鉻/鈦（RE-Cr/Ti）雙層涂層，期望通過表面改性來提高304不銹鋼表面的耐腐蝕磨損性能。利用 X射線衍射（XRD）、掃描電

3、鏡（SEM）、X射線能譜（EDS）等手段對基體和滲層表面以及斷面進(jìn)行表征。結(jié)果顯示添加不同稀土元素都能在滲鈦不銹鋼表面形成一層致密、連續(xù)的稀土改性滲鉻涂層，涂層平均厚度為20μm到30μm，稀土改性滲鉻涂層與滲鈦涂層之間通過互擴(kuò)散作用緊密結(jié)合。
　　RE-Cr/Ti改性雙層涂層在電化學(xué)測試中表現(xiàn)出比基體材料304不銹鋼以及單層滲Ti涂層更高的耐腐蝕性能。極化曲線以及阻抗譜曲線結(jié)果表明，RE-Cr/Ti改性雙層涂層具有更高的自腐蝕電

4、位（Ecorr），同時具有更低的腐蝕電流密度（Icorr），有效抵抗了溶液中Cl-的侵蝕，提高了基體腐蝕抗性。并且添加不同稀土改性涂層表現(xiàn)出不同的特點(diǎn)。通過SEM觀察對比304不銹鋼基體、滲Ti涂層以及R E-C r/Ti雙層涂層在磨損測試中的磨痕形貌，研究其磨損機(jī)理，結(jié)果顯示，RE-Cr/Ti雙層涂層的存在使試樣表面發(fā)生了粘著磨損，磨痕深度以及寬度明顯減小，顯著提高了基體的耐磨損性。采用納米壓痕儀對試樣進(jìn)行了力學(xué)性能測試，結(jié)果表明，R