في مجالات الصلب وتعدين الفحم والقوالب وما إلى ذلك، يعد التآكل أحد الأسباب الرئيسية لفقد المواد وهدر الطاقة. مع التطور السريع للصناعة الحديثة، لم تعد المواد الفولاذية والمعدنية البسيطة قادرة على تلبية متطلبات الاستخدام في ظل العديد من ظروف العمل القاسية. تتميز مركبات المصفوفة المعدنية المقواة بالجسيمات الخزفية بمزايا القوة العالية والصلابة العالية ومقاومة التآكل العالية، وهي إحدى الطرق الفعالة لحل مشكلة فشل المواد في ظروف العمل المعقدة والقاسية. ومع ذلك، نظرًا للاختلاف في معاملات التمدد الحراري بين جزيئات السيراميك ومواد المصفوفة، وضعف قوة الواجهة الخزفية/المعدنية، والهشاشة العالية لمنتجات التفاعل، فإن صلابة البلاستيك للمركبات المقواة بالجسيمات تقل بشكل كبير مقارنة بمعدن المصفوفة. إنها عرضة للكسر والفشل المبكر تحت تأثير الأحمال، مما يؤدي إلى عدم القدرة على الاستفادة بشكل فعال من مقاومة التآكل، مما يحد بشكل كبير من تطبيقها وتطويرها. انتم وآخرون. المركبات القائمة على الحديد المحضرة والمعززة بـ V8C7 لكسور حجمية مختلفة عن طريق التسلل. مع زيادة الكسر الحجمي لطور التسليح، زادت صلابة المركب، بينما انخفضت متانة الصدم من 8.1 جول/سم2 إلى 4.7 جول/سم2. عندما كان الجزء الحجمي لمرحلة التسليح أقل من 24%، زادت مقاومة التآكل مع زيادة محتوى V8C7، بينما عندما تجاوز الجزء الحجمي 24%، تسبب تكسير الجسيمات والشقوق الدقيقة في انخفاض مقاومة التآكل. قام Zhang Ning [7] بإعداد مركبات WC/5CrNiMo من خلال عملية صب الصهر الكهربائي المركب. مع زيادة محتوى المراحيض، زادت صلابة المركب ومقاومته للتآكل، ولكن انخفضت المتانة، مما أدى إلى أن تكون مقاومة التآكل في ظل ظروف تآكل تأثير ثلاثة أجسام أقل بكثير من تلك في ظل تآكل احتكاك الجسمين.

من نتائج الدراسات المذكورة أعلاه، يمكن لمركبات المصفوفة المعدنية المقواة بالجسيمات الخزفية أن تحسن بشكل كبير صلابة المصفوفة وتحسن مقاومة التآكل إلى حد ما. ومع ذلك، مع زيادة الجزء الحجمي لجزيئات السيراميك، انخفضت صلابة تأثير المركب بشكل خطير، مما أدى إلى سحق الجسيمات وحتى تكسير المصفوفة أثناء عملية التآكل، وأظهرت مقاومة التآكل اتجاهًا هبوطيًا. لذلك، أصبحت كيفية تحسين متانة تأثير المواد المركبة دون فقدان مقاومتها للتآكل نقطة بحث ساخنة لمركبات المصفوفة المعدنية المقواة بالجسيمات. "التقوية الهيكلية" هي فصل المادة المركبة إلى منطقة غنية بالجسيمات المقوية (منطقة التعزيز) ومنطقة مصفوفة نقية (منطقة التقوية) في الفضاء من خلال تصميم الهيكل المكاني. تمتص منطقة التقوية طاقة التأثير وتمنع انتشار الشقوق، مما يمكن أن يحسن بشكل كبير من صلابة مركبات المصفوفة المعدنية المعززة بالجسيمات وتجنب الفشل المبكر للمادة المركبة. في الوقت الحاضر، كانت هناك دراسات ذات صلة في الداخل والخارج، باستخدام التقوية الهيكلية لعملية الصب والتسلل لإعداد مركبات مصفوفة معدنية معززة بالجسيمات عالية المتانة. ومع ذلك، هناك تقارير قليلة عن الأبحاث ذات الصلة حول الجمع بين التقوية الهيكلية والكسوة بالليزر لإعداد المواد المركبة. يتبنى هذا العمل فكرة "التقوية الهيكلية"، حيث يأخذ 20% (الجزء الحجمي، كما هو موضح أدناه) من المادة المركبة WC/H13 كمنطقة تقوية وInconel625 كمنطقة تقوية، ويتم تحضير مركب مقوى هيكلي WC/H13-Inconel625 المواد بواسطة تقنية الكسوة متعددة الطبقات، تدرس متانة التأثير وخصائص التآكل للمادة المركبة، وتحلل آلية التقوية الهيكلية للمادة المركبة. باستخدام مفهوم التقوية الهيكلية وتقنية الكسوة بالليزر، يتم الجمع بين متانة الصدمات ومقاومة التآكل لمركبات المصفوفة المعدنية المقواة بجزيئات السيراميك بشكل فعال.

1 المواد والطرق التجريبية

مادة الركيزة التجريبية هي الفولاذ H13، وتركيبها الكيميائي الرئيسي (الجزء الكتلي) هو: 0.45% C، 0.95% Si، 0.35% Mn، 5.0% Cr، 1.26% Mo، 1.04% V، والباقي هو Fe. حجم الركيزة هو 100mm×20mm×20mm، ويتم تنظيف السطح بشكل متكرر باستخدام الأسيتون بعد الطحن والتلميع الميكانيكي. مادة الكسوة في منطقة التسليح عبارة عن مسحوق مختلط WC وH13، وحجم الجسيمات هو 45-105μm؛ مادة الكسوة في منطقة التقوية هي مسحوق Inconel625، وحجم الجسيمات هو 45-105μm.

تم الانتهاء من التجربة على منصة معالجة بالليزر مكونة من ليزر الألياف IPG YSL-4000 و روبوت كوكا ذو ستة محاور، وتم تنفيذ الكسوة بواسطة تغذية مسحوق محورية. يبلغ حجم إزالة التركيز البؤري بالليزر 45 مم، وقطر البقعة 3 مم، وقوة الليزر 1300-1700 وات، ومعدل المسح 0.5-0.8 م/دقيقة، ومعدل تغذية المسحوق 9.5-11.5 جم/دقيقة. ال الكسوة بالليزر يعتمد طريقة الكسوة المتداخلة متعددة الطبقات. تشتمل كل طبقة على 4 طبقات تكسية WC/H13 و4 طبقات تكسية Inconel625، بإجمالي 6 طبقات. تظهر العملية المحددة في الشكل 1. حجم العينة متعددة الطبقات هو 6 مم × 14 مم × 60 مم.

تم قطع العينات المعدنية من طبقة الكسوة المتعامدة مع اتجاه المسح بالليزر بواسطة قطع الأسلاك باستخدام الحاسب الآلي. كان حجم المقطع العرضي للعينة 10 مم × 5 مم وكانت العينات مطحونة ومصقولة. نظرًا لأن مقاومة التآكل لـ Inconel625 وH13 مختلفة جدًا، فقد تآكل Inconel625 أولًا كهربائيًا بمحلول حمض الأكساليك المشبع (جهد 6 فولت، تآكل 5 ثوانٍ)، ثم تآكل H13 بمحلول كحول حمض النيتريك بنسبة 4٪. تمت ملاحظة الشكل الدقيق لطبقة الكسوة باستخدام المجهر الضوئي AE2000MET (OM) والمجهر الإلكتروني الماسح Sirion 200 (SEM). تم اختبار الصلابة الدقيقة للعينة باستخدام جهاز اختبار صلابة فيكرز 430SVD. كانت طريقة الاختبار موازية لاتجاه المقطع العرضي الأفقي، مع جعل الواجهة WC/H13-Inconel625 هي المركز، وتم أخذ نقطة كل 0.3 مم من مركز منطقة WC/H13 ومركز منطقة Inconel625، وتم تطبيق حمولة قدرها 0.5 كجم لمدة 10 ثوانٍ.

تم قطع عينات تأثير الشق على شكل حرف U من Charpy على طول طبقة الكسوة الموازية لاتجاه المسح بالليزر. كان حجم العينة 5 مم × 10 مم × 55 مم، مما يضمن أن جميع عينات صلابة الصدمات كانت في منطقة طبقة الكسوة، كما هو موضح في الشكل 2. تم إجراء اختبار التأثير باستخدام جهاز اختبار تأثير البندول JXB-300. بعد التجربة، تمت ملاحظة الكسر الناتج عن الارتطام وتحليله باستخدام مجهر فائق العمق VHX-1000C ومجهر إلكتروني ماسح. تم قطع عينات التآكل 1 و2 بالتوازي وعمودي على اتجاه المسح بالليزر، على التوالي، كما هو مبين في الشكل 2. كانت عينة الطحن عبارة عن دبوس يبلغ قطره 6.3 مم، وتم إخماد المادة GCr15 (صلابة 60HRC). تم استخدام المواد المركبة التقليدية بنسبة 10٪ WC/H13 والفولاذ المروي H13 (صلابة 53HRC) كعينات مقارنة، كما تم تصنيع عينات من كتل التآكل من نفس الحجم. تم إجراء اختبار الاحتكاك والتآكل الترددي للكتلة الدبوسية باستخدام جهاز اختبار الاحتكاك والتآكل UMT-II. كان الحمل التجريبي 30 نيوتن، والسرعة الخطية للعينة العليا v = 0.1 م / ث، وكان وقت التآكل 60 دقيقة. تم قياس فقدان الوزن باستخدام ميزان إلكتروني بدقة 0.0001 جرام.

2 النتائج والتحليل

2.1 البنية الكلية والبنية المجهرية للمواد المركبة الهيكلية المقوية
ويبين الشكل 3 مورفولوجيا المجهر الضوئي المقطعي للمادة المركبة الهيكلية. منطقة التعزيز عبارة عن مادة مركبة WC/H13. وفقا لتحليل البرمجيات، فإن نسبة حجم المرحاض تبلغ حوالي 20%؛ منطقة التشديد هي Inconel625. نظرًا لتأثيرات معدل التداخل ومعدل التخفيف، يشكل WC/H13 وInconel625 هيكلًا متعرجًا وموزعًا بشكل مستمر، وهو مفيد في تحسين صلابة تأثير المواد المركبة الهيكلية المقوية [12]. تشكل منطقة التعزيز ومنطقة التقوية رابطة معدنية جيدة في الواجهة. نظرًا لمزايا الكسوة بالليزر مثل تركيز الحرارة والمنطقة الصغيرة المتأثرة بالحرارة، فإن عددًا صغيرًا جدًا من جزيئات المراحيض يغوص في منطقة Inconel625، مما يضمن المتانة البلاستيكية الجيدة الأصلية لـ Inconel625. تجدر الإشارة إلى أن الكمية الصغيرة من جزيئات WC الموجودة في وسط منطقة التقوية هي البقايا الموجودة في نظام تغذية المسحوق عند تكسية مسحوق WC/H13، ويتم إحضارها إلى المجمع المنصهر عند تكسية مسحوق Inconel625.

ويبين الشكل 4 مورفولوجية البنية المجهرية للمادة المركبة المقوية الهيكلية. أثناء عملية الكسوة بالليزر، سيتم تشعيع جزيئات WC بواسطة الليزر إلى حد معين، وتتفاعل مع المعدن المنصهر في المجمع المنصهر لتشكيل طبقة تفاعل، وتذوب جزئيًا لإنتاج ذرات W وذرات C. نظرًا لقصر وقت الإقامة لحوض الليزر المنصهر، فإن مسافة انتشار ذرات W وذرات C محدودة، وتتشكل مناطق غنية بـ W وC حول الجزيئات. عندما يتم تبريد التركيبة بشكل فائق وتتقلب الطاقة، تترسب مرحلة التبلور الأولى لـ M6C في المعدن السائل بالقرب من الجزيئات. مع استهلاك W وC، يصل المعدن السائل إلى التركيبة سهلة الانصهار ويشكل كربيد سهل الانصهار على شكل هيكل السمكة M6C. في المصفوفة البعيدة عن الجزيئات، بسبب المحتوى المنخفض من W وC، من الصعب تكوين كربيدات أولية. في المرحلة النهائية من تصلب البركة المنصهرة، تتشكل كربيدات M6C سهلة الانصهار عند حدود الحبوب.

إن Inconel625 المقوى عبارة عن بلورة عمودية وجزء من بنية التغصنات على طول اتجاه ارتفاع طبقة الكسوة، مع مراحل ترسيب بيضاء غير منتظمة موزعة بين البلورات. وفقا لنتائج البحث الموجودة، يستنتج أنه مركب بين المعادن طور Laves وجزء من كتلة كربيد. نظرًا للتبريد السريع المركز لحرارة الليزر، لم تنتشر ذرات الكربون الموجودة في حوض WC/H13 المنصهر في Inconel625 كثيرًا، مما أدى إلى تجنب تكوين عدد كبير من أطوار الكربيد الهشة في Inconel625. هناك مرحلة Laves كبيرة في الواجهة. وذلك لأن عناصر السبائك الموجودة في الفولاذ H13 في منطقة الاندماج تنتشر في Inconel625، مما يؤدي إلى نمو مرحلة Laves في التفاعل سهل الانصهار.

2.2 الصلابة الدقيقة للمواد المركبة الهيكلية

يظهر الشكلان 5 و6 نقاط أخذ عينات الصلابة الدقيقة ومنحنيات توزيع الصلابة للمواد المركبة الهيكلية المقوية. مع وجود واجهة WC/H13-Inconel625 كمركز، فإن صلابة Inconel625 المقوية في المنطقة المقوية لا تتقلب كثيرًا، مع بمتوسط ​​قيمة 230.5HV. تزداد صلابة WC/H13 في المنطقة المحسنة تدريجيًا مع زيادة المسافة إلى الواجهة. صلابة النقطة E القريبة من الواجهة هي 295HV، في حين أن صلابة النقطة G البعيدة عن الواجهة هي 402HV. يوضح الشكل 7 نتائج تحليل EDS للعناصر الرئيسية لنقاط أخذ عينات الصلابة A وC وE وG. ويمكن ملاحظة أن محتويات العنصر الرئيسي للنقطتين A وC متشابهة بشكل أساسي، وبالتالي فإن قيم الصلابة ليست كذلك مختلفة كثيرا. تقع النقطتان E وG في منطقة WC/H13. من الناحية النظرية، يجب أن تكون قيم صلابتها قريبة من تلك الخاصة بالفولاذ المروي H13، ولكن في الواقع، تبلغ صلابتها 295HV و402HV فقط على التوالي. وذلك لأنه أثناء عملية الكسوة متعددة الممرات بالليزر، وبسبب تأثير معدل التخفيف، تنتشر عناصر تثبيت الأوستينيت مثل Ni وMo في منطقة Inconel625 إلى منطقة WC/H13، مما يؤدي إلى تكوين النقطتين E وG إلى يتغير. أثناء عملية تبريد الكسوة بالليزر، يتم تشكيل المزيد من الأوستينيت المتبقي، مما يؤدي إلى صلابة أقل من القيمة النظرية. نظرًا لأن النقطة G أبعد عن منطقة Inconel625 من النقطة E، فإن قيمة الصلابة للنقطة G أعلى من النقطة E.

2.3 صلابة تأثير المواد المركبة الهيكلية

تم اختبار متانة تأثير المركبات المقوية الهيكلية ومركبات WC/H10 التقليدية بنسبة 13% من خلال 5 تجارب متكررة، كما هو مبين في الجدول 1. تقلبت بيانات طاقة التأثير التي حققها Charpy إلى حد ما، خاصة بالنسبة للمواد ذات طاقة التأثير الأصغر مثل 10 % WC/H13، ولكن من النتائج الإجمالية، كان متوسط ​​متانة الصدم للمركب المقسى الهيكلي 13.8 J/cm2، وهو ما يعادل 5.5 أضعاف المركب WC/H10 بنسبة 13%.

ويبين الشكل 8 مورفولوجية SEM لكسر عينة التأثير. مورفولوجيا الكسر لمركب WC/H10 بنسبة 13% عبارة عن كسر انقسام نموذجي، مع وجود عدد كبير من جزيئات WC المكسورة وهياكل الكربيد الموزعة على الكسر، مما يشير إلى أن المنطقة الضعيفة في كسر الارتطام هي الواجهة بين جزيئات WC والكربيدات . يظهر كسر المركب المقسى الهيكلي أن WC/H13 في منطقة التسليح هو أيضًا كسر انقسام، بينما يتم توزيع Inconel625 في منطقة التقوية مع عدد كبير من الدمامل، وهو كسر قوي. لذلك، تم تحسين المتانة الشاملة للمركب المقسى الهيكلي بشكل كبير.

ويبين الشكل 9 مورفولوجيا السطح ثلاثي الأبعاد لكسر عينة التأثير. من الواضح أن كسر المادة المركبة الهيكلية المقوية غير متساوٍ، ومساحة سطح الكسر أكبر بكثير من مساحة المادة المركبة WC/H3 بنسبة 10%. توجد مناطق WC/H13 ومناطق Inconel13 متداخلة في المواد المركبة الهيكلية المقواة. نظرًا لأن اتجاه كسر الصدم عمودي على السطح البيني بين منطقة التسليح ومنطقة التقوية، فعندما تدخل واجهة امتداد الشق منطقة التقوية من منطقة التعزيز، فإن التغيير في الصلابة والمتانة سيؤدي إلى انحراف اتجاه امتداد الشق أو تشعبه. يؤدي هذا الانحراف والتشعب إلى زيادة إجمالي مساحة الشق، وبالتالي زيادة إجمالي الطاقة التي يمتصها امتداد الشق، مما يؤدي إلى زيادة في طاقة الصدم. في الوقت نفسه، يمكن لتصميم التقوية الهيكلي هذا أن يضمن أن قطعة العمل لا تنتج فشلًا مدمرًا فوريًا تحت حمل تصادم كبير.

2.4 خصائص التآكل للمركبات الهيكلية المقوية

الشكلان 10 و11 عبارة عن رسوم بيانية متغيرة بمرور الوقت لمعامل الاحتكاك للمركبات الهيكلية المقوية ورسوم بيانية للمقارنة لفقدان وزن التآكل. معامل الاحتكاك للمركبات الهيكلية المقوية أقل بكثير من معامل الاحتكاك للفولاذ H13 المروي و10% WC/H13. متوسط ​​معامل الاحتكاك للفولاذ المسقى H13 هو 0.713، ومتوسط ​​معامل الاحتكاك 10% WC/H13 هو 0.698، في حين أن متوسط ​​معاملات الاحتكاك لعينة التآكل 1 (موازية لاتجاه المسح بالليزر) وعينة التآكل 2 (متعامدة مع اتجاه المسح بالليزر) هو 0.550 و0.586، على التوالي، والتي لها تأثيرات جيدة في تقليل الاحتكاك. إن فقدان وزن التآكل للمركبات المقوية الهيكلية هو 0.0006 جم و0.0005 جم، على التوالي، ليصل إلى مستوى مقاومة التآكل بنسبة 10% WC/H13، ومقاومة التآكل الشاملة تبلغ 5 أضعاف الفولاذ المسقى H13.

الشكلان 12 و13 هما الشكل المجهري لسطح العينة البالية ونتائج تحليل EDS، على التوالي. بالاشتراك مع نتائج تحليل عنصر EDS في الجدول 2، يمكن ملاحظة أن محتوى عنصر O لجميع الأسطح البالية عند مستوى منخفض، ولا يحدث أي تآكل خطير في الأكسدة. هناك العديد من الحفر وحطام التآكل على سطح عينة تآكل الفولاذ H13. أثناء عملية التآكل، تنتج نقطة الاتصال الموجودة على سطح العينة درجة حرارة عالية لحظية وتلين، مما يؤدي إلى انخفاض قوة المعدن المحلي. يحدث نقل الالتصاق والتقشير الصفائحي تحت تأثير قوة تشوه القص، مما يشكل المزيد من حطام التآكل والحفر، ويكون فقدان الوزن شديدًا. في الوقت نفسه، بسبب تأثير "اللحام" المحلي الناتج عن هذا التآكل اللاصق، يتم إنشاء مقاومة قص كبيرة، وبالتالي فإن متوسط ​​معامل الاحتكاك للفولاذ H13 كبير نسبيًا. مع تقدم التآكل، يتم إنشاء المزيد من حطام التآكل على السطح البالي، كما هو موضح في الشكل 12 (أ). تعمل حطام التآكل الصغير هذا بمثابة "كرات دقيقة" على سطح ملامسة الاحتكاك، وتحول جزء الاحتكاك المنزلق إلى احتكاك متدحرج، وبالتالي تقلل عامل الاحتكاك للفولاذ H13 في مرحلة لاحقة من التآكل، كما هو موضح في الشكل 10. نظرًا لوجود من جزيئات WC، تبرز جزيئات WC المكونة من 10% WC/H13 من المواد المركبة تدريجيًا وتصبح مرحلة التحمل الرئيسية بعد تآكل المعدن الأساسي بشكل مستمر أثناء عملية التآكل. من ناحية، يمكن لجزيئات المرحاض البارزة أن تلعب دورًا داعمًا، وتشكل "تأثير الظل" لحماية المعدن الأساسي؛ من ناحية أخرى، يمكن لجزيئات WC المشتتة والكربيدات الحبيبية أن تمنع "الحرث" المستمر للجزيئات الكاشطة على سطح التآكل، مما يلعب تأثيرًا مقاومًا للتآكل. ومع ذلك، نظرًا لصغر حجم المرحاض والتباعد الكبير بين جزيئات المرحاض، فإن المعدن الأساسي في بعض مناطق المرحاض المتناثرة يتعرض حتمًا للطحن، كما هو موضح في الشكل 12 (ب). في المراحل المتوسطة والمتأخرة من التآكل، تصبح جزيئات المرحاض ذات الصلابة العالية للغاية هي مرحلة تحمل التلامس الرئيسية، وتقل منطقة التلامس الفعلية وفقًا لذلك، وبالتالي يتم تقليل معامل الاحتكاك أيضًا.

في المرحلة المبكرة من تآكل المادة المركبة الهيكلية المقوية، تتعرض المنطقة المقوية Inconel625 للتآكل الشديد بسبب صلابتها المنخفضة، وتظهر تشوه بلاستيكي شديد وعلامات حرث على السطح، كما يتم أيضًا تآكل مصفوفة الفولاذ H13 في منطقة التسليح. قطع قليلا. مع تقدم التآكل، تشكل جزيئات المرحاض "تأثير الظل" وتلعب دور الحامل البارز. نظرًا لأن نسبة حجم المرحاض في منطقة التسليح للمواد المركبة الهيكلية المقوية عالية، فيمكن أن تشكل تأثير دعم أكثر كثافة، لذلك يكون لها معامل احتكاك أقل. حتى لو كان فقدان التآكل الأولي شديدًا، فإن مقاومة التآكل الإجمالية يمكن أن تصل إلى نفس مستوى 10% WC/H13. من وجهة نظر مجهرية، أثناء عملية تآكل الطائرة، تكون منطقة التسليح بأكملها WC/H13 أيضًا منطقة حاملة بارزة، وتشكل "تأثير الظل الكلي" أثناء عملية التآكل، وتشكل "علويًا" للمنطقة المقوية وحماية Inconel625 من المزيد من التآكل. بسبب التوزيع المستمر المتعرج للمواد المركبة الهيكلية المقوية، هناك تأثير وقائي لمنطقة التسليح على أي سطح تآكل، لذلك يمكن ضمان مقاومة التآكل المستمر للمادة المركبة الهيكلية المقوية بالكامل. تجدر الإشارة إلى أنه نظرًا لتأثير حجم قطر دبوس التآكل (6.3 مم) والهيكل المكاني المقوى الهيكلي (يبلغ عرض منطقة التعزيز حوالي 2 مم)، قد تكون منطقة التلامس صغيرة جدًا في عملية التآكل الفعلية بحيث تفشل منطقة التسليح في لعب دور "تأثير الظل الكلي"، مما يؤدي إلى تآكل موضعي شديد. وهذا أيضًا هو السبب الرئيسي الذي يجعل مقاومة التآكل لمركب التقوية الهيكلية للعينة 1 أقل قليلاً من مقاومة المركب WC/H10 بنسبة 13%.

في الواقع، يمكن اعتبار هذه المادة المركبة المقواة بالجسيمات الهيكلية مادة مركبة "معززة متعددة الأبعاد": تشكل جزيئات WC كتعزيزات صفرية الأبعاد مواد مركبة معززة بالجسيمات في H13، وهذه "الليفية" و"الصفائحية" (على طول اتجاه المسح بالليزر) مادة مركبة كتعزيزات أحادية البعد وثنائية الأبعاد في Inconel625 لتكوين مادة مركبة معززة متعددة الأبعاد. في حالة التآكل المستوي مع الحمل الساكن، يمكن للمادة المركبة "المعززة متعددة الأبعاد" تحقيق تحسين مقاومة التآكل المجهري والعياني لسطح التآكل بأكمله.

خاتمة

(1) تم استخدام تقنية الكسوة بالليزر لتحضير مادة مركبة هيكلية مقوية مع WC/H13 كمنطقة تقوية وInconel625 كمنطقة تقوية، مما يشكل هيكل شطيرة مع توزيع مستمر ومتعرج لمنطقة التسليح ومنطقة التقوية. منطقة التعزيز عبارة عن مادة مركبة WC/H20 بنسبة 13% مع جزيئات WC وكربيد M6C الناتج عن التفاعل كمرحلة التعزيز الرئيسية؛ منطقة التشديد هي سبيكة Inconel625، والهيكل الرئيسي عبارة عن بلورات عمودية، والتشعبات ومراحل هطول الأمطار. متوسط ​​صلابة Inconel625 هو 230.5HV، وتزداد صلابة WC/H13 تدريجيًا من الواجهة القوية إلى المنطقة المركزية إلى 402HV.

(2) طاقة التأثير للمادة المركبة الهيكلية المقوية WC/H13-Inconel625 تبلغ 5.5 مرة من المادة المركبة التقليدية WC/H10 بنسبة 13%. نظرًا لأن واجهة انتشار الشقوق تنحرف وتنقسم عند السطح البيني بين منطقة التسليح ومنطقة التقوية، فإن مساحة سطح الكسر للمواد المركبة الهيكلية المقوية أكبر بكثير من مساحة المادة المركبة WC/H13 التقليدية، لذلك يمكنها الامتصاص المزيد من طاقة التأثير ولها صلابة تأثير أفضل.

(3) في ظل ظروف التآكل الانزلاقي الجاف، تصل مقاومة التآكل للمواد المركبة الهيكلية المقوية إلى نفس مستوى المواد المركبة التقليدية WC/H10 بنسبة 13%، وهو ما يعادل 5 أضعاف الفولاذ المروي H13. معامل الاحتكاك للمواد المركبة الهيكلية المقوية هو 81% من المواد المركبة التقليدية WC/H10 بنسبة 13% و80% من الفولاذ H13 المروي، والذي يتميز بتأثير تقليل الاحتكاك الجيد ومقاومة التآكل. تتميز منطقة التعزيز للمادة المركبة الهيكلية المقوية بـ "تأثير الظل الكلي" ولها تأثير حماية "علوي" على مادة منطقة التقوية. يُقترح مفهوم المادة المركبة "التعزيز متعدد الأبعاد"، والذي يعتمد على العمل المشترك لجزيئات WC وشرائط الطبقة المركبة WC/H13 لإظهار تحسين مقاومة التآكل الشامل المجهري والعياني في وقت واحد في تآكل تلامس الحمل الثابت للمستوى.