Cr-Ni altzairu herdoilgaitzak ingurumenaren korrosioarekiko erresistentzia bikaina du eta oso erabilia izan da petrolioaren, industria kimikoaren, aeroespazialaren, itsas ingeniaritza eta abarretan. Horien artean, 304 altzairu herdoilgaitzak korrosioarekiko erresistentzia eta beroarekiko erresistentzia ona du, eta oso erabilia da. industria modernoa. Hala ere, industria-ingurune oso korrosiboetan eta azido ez-organikoak bezalako atmosfera oso kutsatuetan, bere gorputzaren korrosioarekiko erresistentzia oraindik ezin ditu baldintzak bete, eta gainazaleko estaldura babesteko teknologiak luzatu behar du bere bizitza iraupena. Gainazaleko estaldura-teknologia modernoak, hala nola lurrun-deposizioa, tratamendu kimiko termikoa, galvanoplastia, ihinztadura termikoa eta laser-estaldura metodo garrantzitsuak dira materialen gainazalen korrosioarekiko erresistentzia hobetzeko. Ikerketek aurkitu dute estaldura uniforme eta trinkoak electroplating eta lurrun-deposizio-tekniken bidez presta daitezkeela, eta estaldurek garbitasun handia eta konposizio kontrolagarria dute. Meng et al. Zn-Fe estaldura superhidrofobo trinko bat prestatu zuen magnesio-aleazio baten gainazalean galvanoplastia bidez. Estaldurak autogarbiketa bikaina, higadura erresistentzia eta korrosioarekiko erresistentzia erakutsi zuen. Magnesio aleazioko substratuarekin alderatuta, estalduraren korrosioarekiko erresistentzia % 87 hobetu da. Shan et al. CrN eta CrSiN estaldurak metatu zituen 316L altzairu herdoilgaitzean, eta horrek gainazaleko gogortasuna areagotu zuen, itsasoko uraren korrosioarekiko erresistentzia eta materialaren propietate tribologikoak hobetu zituen. Estaldurak tratamendu termiko kimikoaren, ihinztadura termikoaren eta beste metodo batzuen bidez prestatu ziren, eta gainazaleko zehaztasuna eta lodiera kontrolagarriak ziren, prozesua erraza eta funtzionatzeko erraza zen. Xun Qingting et al. GCr15 altzairuaren gainazala tratamendu termiko kimikoaren bidez indartu zuen, eta bere gogortasuna asko hobetu zen, eta geruza gogortuaren lodiera 0.25 mm-ra iritsi zen. Liu et al. Ag-BN estaldurak arrakastaz prestatu zituen plasma ihinztatuz, eta horrek estalduren marruskadura-koefizientea murriztu zuen eta higadura-erresistentzia hobetu zuen.

Galvanizazioaren eta lurrun-deposizioaren teknologiaren bidez prestatutako estaldurek lotura-indarra ahula dute substratuarekin eta lodiera mehea dute. Spray termikoko estalduraren gainazala latza da eta porositate handia du. Tratamendu termiko kimikoak baldintza handiak ditu substratuaren materialarentzat, eta estaldurak zaila da epe luzerako lan egiteko baldintzak betetzea. Gainazalak tratatzeko beste teknologiekin alderatuta, laser-estaldura-teknologiak eraginkortasun handiko, diluzio baxuko eta lotura metalurgiko onaren abantailak ditu. Gogortasun handiko, higadura erresistentzia handia eta korrosioarekiko erresistentzia duten kalitate handiko estaldurak prestatzeko erabili ohi da, piezaren gainazaleko konponketa eta aldaketaren helburua lor dezaketenak.

Laser estalduraren teknologiaoro har, metal-hautsa, zeramika-hautsa eta metal-zeramika-hauts konposatua erabiltzen ditu estaldura-material gisa. Metal-hautsak hezegarritasun ona du substratuaren materialarekin eta errazagoa da lotura metalurgiko estua osatzea, horrela estalduraren eraketa-prozesuaren errendimendua hobetuz. Ouyang Changyao et al. laserz estalitako Stellite12 kobalto-hautsa 304 altzairu herdoilgaitzaren gainazalean eta estalduraren mikroegitura, elementuen banaketa, fasea eta propietateak aztertu zituen. Emaitzek erakutsi zuten estalduraren gainazalaren kalitatea ona zela eta ez zuela akats nabaririk. Substratuarekin lotura metalurgikoa sortu zuen, eta korrosioarekiko erresistentzia asko hobetu zen substratuarekin alderatuta. Yang Wenbin et al. [23] ER8 gurpilen altzairuaren gainazalean burdinazko eta kobaltoko metalezko estaldura mota bi prestatu zituen. Estalduraren gainazala uniformea ​​eta trinkoa zen, lotura metalurgiko ona osatuz. Konpontutako gurpilen altzairuzko laginek higadura-erresistentzia eta korrosioarekiko erresistentzia ona erakutsi zuten. Metalekin alderatuta, zeramikak gogortasun handiagoa du, baita higadura erresistentzia hobea, korrosioarekiko erresistentzia, beroarekiko erresistentzia eta tenperatura altuko oxidazioarekiko erresistentzia ere. Zeramikaren propietate fisikoak eta kimikoak, hala nola modulu elastikoa eta hedapen termikoaren koefizientea, metalenekiko nahiko desberdinak direnez, pitzadurak eta poroak bezalako akatsak erraz sortzen dira estaldura eratzeko prozesuan, eta, ondorioz, estalduraren eta estalduraren arteko lotura-indarrean eragiten dute. substratua, gainazaleko kalitatea eta errendimendua murriztuz. Wang Ran et al. Al2O3-ZrO2 zeramikazko estalduren arazoak konpondu zituen, hauskortasun handia eta pitzadura erraza bezalakoak, neurri batean substratua aurrez berotuz. 300 °C-tan aurrez berotu ondoren, estalduraren pitzaduraren sentsibilitatea nabarmen murriztu zen, baina pitzadurak oraindik existitzen ziren. Ikerketek frogatu dute metal-zeramikazko estaldura konposatuen erabilerak zeramikazko estaldurak duten botila-lepoaren arazoa konpondu dezakeela. Metal-zeramikazko hauts konposatuek metal-hautsen gogortasuna eta prozesagarritasun ona dute, baita zeramikazko hauts materialen gogortasun handia, higadura erresistentzia eta korrosioarekiko erresistentzia ere. Metal eta zeramikazko hauts mota desberdinak hautatuz eta bien konposizio-erlazioa egokituz, akats gutxiko eta lotura-indar handiko metal-zeramikazko estaldura konposatuak presta daitezke. Estaldura-egiturako konposatu intermetalikoek eta urtu gabeko zeramikazko sendotze-partikulak estaldura konposatuaren funtzio espezifikoetarako lagungarriak dira (esaterako, korrosioarekiko erresistentzia, higadura erresistentzia, tenperatura altuko oxidazio erresistentzia, etab.). Erabilitako metal-zeramikazko hauts konposatuen artean, besteak beste, WC, SiC eta Al2O3 bezalako zeramikazko partikulaz indartutako Fe, Co eta Ni oinarritutako hauts konposatuak daude, gogortasun, higadura erresistentzia eta erresistentzia handiko metal-zeramikazko estaldurak prestatzeko. korrosioarekiko erresistentzia handia. Horien artean, Al2O3 zeramikak urtze-puntu altua, gogortasun handia, hedapen termiko koefiziente txikia eta egonkortasun fisiko eta kimiko handia dute. Etxeko eta atzerriko jakintsuek ikerketa zabala egin dute Al2O3 zeramikazko estaldurei buruz. Emaitzek erakusten dute Al2O3 zeramikazko estaldura hutsek arazoak dituztela, hala nola porositate handia eta lotura indar ahula. Zhou Jianzhong et al. Al2O3 zeramikaz indartutako Fe901 metal-zeramikazko estaldura konposatuak prestatu zituen laser-estaldura erabiliz, eta horrek estalduraren gogortasuna eta higadura-erresistentzia eraginkortasunez hobetu zituen. Ni-k harikortasun ona eta lotura-efektu ona ditu. Ni gehituz, estalduraren deposizio-eraginkortasuna eta propietate mekanikoak modu eraginkorrean hobetu daitezke, eta estaldura konposatuan Al2O3 partikulen finkapen-indarra hobetu daiteke. Al2O3-n oinarritutako Ni-oinarritutako estaldura konposatuak gogortasun eta lotura-indar handia ditu eta gainazaleko babes-ezaugarri onak ditu. Gaur egun, Ni-Al2O3 estaldura konposatuari buruzko ikerketak bere higadura erresistentzian eta erlazionatutako mekanismoetan oinarritzen dira batez ere, eta estalduraren korrosioarekiko erresistentziari buruzko txosten gutxi daude. Lan honetan, aurrez ezarritako hauts metodoa erabiltzen da Ni-Al2O3 metal zeramikazko konposite estaldura altzairu herdoilgaitzaren gainazalean laser estaldura teknologiaren bidez prestatzeko, Ni metalaren egonkortasun kimiko handia Al2O3-ren gogortasun indartze efektuarekin konbinatzeko, korrosio erreakzio abiadura asko murrizteko eta materialaren gainazaleko gogortasuna hobetzeko, horrela 304 altzairu herdoilgaitzaren korrosioarekiko erresistentzia eta gainazaleko gogortasuna hobetzeko helburu bikoitza lortuz.

1 Esperimentua

1.1 materialak
Laser estalduraren substratua 304 altzairu herdoilgaitza da, eta bere konposizio kimikoa (masaren frakzioaren arabera) hau da: S % 0.002, P % 0.042, C % 0.07, Si % 0.89, Mn % 1.92, Ni % 8.1, Cr % 18.2 eta oreka Fe da. Tamaina 200 mm × 150 mm × 15 mm da, eta substratuaren mikroegitura 1. irudian ageri da. Estaldura-hautsa purutasun handiko Ni hauts komertziala da (batez besteko partikulen tamaina 100 nm, purutasuna % 99.0) eta Al2O3 hautsa (batez bestekoa). partikulen tamaina 2 μm, purutasuna % 98.0). Nahastutako hautsa QM-1 artezteko horizontal batean nahastu zen 250 r/min-ko ehotze-abiaduran 6 orduz, hautsa uniformeki nahasteko. Estaldura baino lehen, hauts mistoa hutsean lehortzeko labe batean jarri zen 150 °C-tan 3 orduz hezetasuna kentzeko. Estaldura baino lehen, substratuaren gainazala SiC lixarekin leundu zen eta substratuaren gainazala azetonarekin garbitu zen koipea kentzeko. Substratua 300 °C-tara berotu zen, substratuaren eta estalduraren arteko tenperatura-gradiente handiak eragindako estres termikoa murrizteko. Estaldura konposatuaren egonkortasuna bermatzeko, laser estaldura egin zen aurrez ezarritako hautsarekin, eta aurrez ezarritako hautsaren lodiera 0.9 mm-koa zen.

1.2 Estalduraren prestaketa
Estaldura-ekipoak JHL-1GX-2000 laser fabrikazio-sistema adimenduna erabiltzen du, 2 kW-eko gehienezko potentzia duena. Estaldura-prozesuaren parametroak: 1.2 kW-ko laser potentzia, 3 mm-ko puntuaren diametroa eta 350 mm/min-ko eskaneatzeko abiadura. Estaldura amaitu ondoren, lagina modu naturalean hozten da giro-tenperaturara. Lagina estaldura konposatuaren sekzioan zehar mozten da alanbre-mozketaren bidez, eta lagina etanol anhidroan garbitzen da ultrasoinu-garbigailu bat erabiliz ale metalografikoa lortzeko. Arteztu eta leundu ondoren, lagina 25 s-tan grabatzen da HCl (bolumen-frakzioa % 75) eta HNO3 (bolumen-frakzioa % 25) osatutako disoluzio mistoa erabiliz.

1.3 Estalduraren morfologia eta faseen karakterizazioa
Substratuaren mikroegitura Eclipse MA200 mikroskopio optikoarekin (OM) behatu zen, eta estaldura konposatuaren morfologia eta haren korrosio-azalera VEGA3 eskaneatzeko mikroskopio elektronikoarekin (SEM) energia-espektrometro barreiatzailearekin (EDS) eta energiarekin ikusi zen. espektroaren analisia egin zen. Estaldura konposatuaren fasearen konposizioa X izpien difraktometro multifuntzional batekin aztertu zen (XRD, 40 kV-ko tentsioa, 200 mA korrontea, 2°~20°-ko 80θ difrakzio-angelua).

1.4 Estalduraren errendimenduaren karakterizazioa
Estaldura konposatuaren ebakiduraren mikrogogortasuna HV 1000A mikrogogortasun-probagailu batekin probatu zen, 400 g-ko karga-masarekin eta 30 s-ko karga-denborarekin. Neurketa-posizio bakoitzaren arteko distantzia 0.1 mm-koa zen. Lagin-talde bererako, 3 puntu probatu dira estaldura gainazaletik distantzia berean, eta batez besteko balioa hartu da.
Estaldura konposatua kola organikoarekin zigilatu zen, azaleraren 1 mm2 agerian utziz, eta korrosio-lagin bat egin zen. Korrosio-lagina 1 mol/L azido klorhidriko diluituan jarri zen eta korrosioan murgildu zen giro-tenperaturan 5 orduz. Korrosio-produktuak kendu ondoren, pisatu egin da, eta estaldura konposatuaren pisu-galera korrosio-tasa kalkulatu da korrosio-pisu-galera erabiliz: VL= (m1- m0)/t.
Non m1 korrosioaren aurreko laginaren masa den, m0 korrosioaren ondoren laginaren masa den eta t korrosio denbora. Ametek Parstat 4000 lan-estazio elektrokimikoa erabili zen 1 mm2-ko estaldura konposatuaren korrosio-laginaren gainazaleko polarizazio potentziadinamikoaren kurba probatzeko. Korrosio-euskarria 1 mol/L azido klorhidriko disoluzio diluitua zen, erreferentzia-elektrodoa Ag/AgCl elektrodoa, elektrodo laguntzailea Pt elektrodoa eta lan-elektrodoa korrosio-laginaren 1 mm2-koa zen. Zirkuitu irekiko potentzialean 60 minutuz murgildu ondoren, egonkortu ondoren egin zen proba. Polarizazio potentziadinamikoko proba -1.5 ~ 1.5 tartean egin zen 1 mV/s-ko eskaneatzeko abiaduran, eta estaldura konposatuaren korrosio-potentziala eta korrosio-korronte-dentsitatea egokitu ziren.

2 Emaitzak eta eztabaida

2.1 Estalduraren morfologia eta faseen analisia
Ni-25%Al2O3 estaldura konposatuaren ebakiduraren mikroegitura 2. irudian ageri da. 2a irudian ikus daitekeenez, estaldura konposatuak egitura uniformea ​​du, ez dago akats nabaririk, hala nola poroak eta pitzadurak, eta estaldura konposatuaren eta substratuaren artean lotura metalurgikoko eremu nabaria dago. Estaldura konposatua hiru zatitan bana daiteke: estaldura-geruza (CL), lotura metalurgikoko gunea (MBZ) eta bero-eragindako gunea (HAZ). 2b irudian ikusten den bezala, CL zonaren behealdean dagoen egitura zelula-kristal finak dira. 2c irudian ikusten den bezala, CL zonaren erdigunea hazkuntza norabidedun zutabe-kristal bat da. 2d irudian ikusten den bezala, CL zonaren goialdean dagoen egitura kristal ekiaxedun finak dira. Laser izpiak hautsa denbora laburrean eskaneatzen duenez eta tenperatura azkar jaisten denez, estaldura konposatua solidotu eta azkar hozten da, egitura nahiko uniforme eta fin bat osatuz. Solidotze teoriaren arabera, solidotutako egituraren morfologia solido-likido interfazearen egonkortasun-faktoreak (G/R) zehazten du, non G tenperatura-gradientea den eta R solidotze-abiadura den. CL zonaren behealdea substratutik hurbil dago, hozte-abiadura azkarra eta superhozte-maila handia duena, kristal zelula finak eratuz. Solidotze prozesuan, hozte-abiadura lotura-interfazearekiko perpendikularra da azkarrena, eta alea kristalizazio-tasa azkarrena. Hori dela eta, zutabe-kristalak CL zonaren erdian sortzen dira interfazearen perpendikularreko norabidean zehar, 2c irudian ikusten den moduan. 2d irudian ikusten den bezala, CL zonaren goiko aldea airearekin kontaktuan dago, hozte-abiadura azkarra da, azpi-hozte handia da eta norabide guztietan hozte-abiadura berdina da, kristal ekiaxe finak sortuz. Solidotze prozesuan, hozte-abiadura ezberdinek mikroegitura desberdinak sortzen dituzte. Laser estalduraren urtze eta solidotze azkarreko ezaugarrietan oinarrituta, estaldura konposatuaren egitura nabarmen findu egiten da substratuarekin alderatuta. Estaldura konposatuaren EDS gainazala eskaneatzeko analisiaren emaitzak (2. irudia) 3. irudian erakusten dira. 3a~c irudietan ikusten den bezala, Fe eta Cr elementuak estalduran eta substratuan uniformeki banatzen dira, eta Ni nagusiki CL eremuan banatzen da. Al eta O elementuak (hurrenez hurren 3d eta e irudietan ikusten den bezala) CL zonaren goialdean banatzen dira nagusiki, Al2O3 partikulak CL zonaren goiko aldean banatzen direla eta estaldura konposatua metal batez osatuta dagoela frogatuz. geruza eta zeramikazko geruza bat. Metal-zeramikazko estaldura konposatuen eraketarako gakoa Ni eta Al2O3 hautsean barreiatzea da, eta laser energiaren xurgapenaren aldea. Energia handiko laserrak hauts konposatua eskaneatzen duenean, hautsa eta substratuaren gainazala berehala urtzen dira tenperatura altuarekin. Al2O3-ren urtze-puntua Nirena baino altuagoa denez, laser-energia gehiena Ni hautsak xurgatzen du eta Ni hautsak guztiz urtzen ditu. Al2O3 hautsaren zati bat apur bat urtu da, baina Al2O3 forma pikor batean geratzen da. Energia handiko laserrak hautsa eskaneatu ondoren, Ni hautsa eta substratua guztiz urtzen dira igerileku urtua osatzeko. Konbekzio indartsua sortzen da urtutako igerilekuan, eta Al2O3 partikulak uniformeki barreiatzen dira. Al2O3 partikulen dentsitatea fase metalikoarena baino txikiagoa denez, batez ere estaldura konposatuaren goiko aldean banatzen dira (4. Irudian ikusten den bezala), zeramikazko geruza bat osatuz. Konposatu intermetalikoak estaldura konposatuan banatzen dira geruza metalikoa osatzeko. Ni-k metal matrizearekin bustigarritasun ona duenez, lotura metalurgiko ona sortzen da, eta horrek konposite estaldura substratuari sendoago lotzen dio.

Ni-25%Al2O3 estaldura konposatuaren fase-konposizioa zehazteko, estaldura konposatua XRD bidez aztertu zen. Emaitzak 5. Irudian agertzen dira. Estaldura konposatuaren fasea Al2O3, Fe-Ni eta Fe-Ni-Cr disoluzio solidoez osatuta dago batez ere. Fe-ren erradio atomikoa Cr eta Ni-renetik oso hurbil dagoenez, Fe urtu eta hedatuko da energia handiko laser-irradiaziopean, eta Cr eta Nirekin konbinatuko dira, existitzen diren Fe-Ni eta Fe-Ni-Cr soluzio solidoak sortzeko. tenperatura altuetan austenita gisa eta hoztu ondoren martensita bihurtzen da. Fe-Ni eta Fe-Ni-Cr soluzio solidoen existentziak adierazten du matrizea eta Ni hautsa guztiz urtu direla, eta matrizeko Fe guztiz hedatu dela urtutako igerilekuan. SEM eta EDS analisiarekin konbinatuta, ikus daiteke Al2O3 zeramikazko partikulak ez daudela guztiz urtzen, eta gehienak oraindik ere partikula moduan existitzen dira, eta horrek gehiago frogatzen du Al2O3 zeramika fasea dagoela.

Ni-x%Al2O3 estaldura konposatuaren zeharkako sekzioa eta gainazaleko morfologia 6. irudian ageri dira. 6a, c, e eta g irudietan ikusten den bezala, Ni, Ni-15% Al2O3 eta Ni-25%Al2O3 estaldura konposatuak trinkoak dira eta ez dute akats nabaririk. Al2O3 partikulak apur bat urtzen dira energia handiko laser-irradiaziopean, egitura pikor irregular gris argia erakutsiz. Apur bat urtutako Al2O3 partikulek pinning efektua sortzen dute Fe-Ni eta Fe-Ni-Cr soluzio solidoen lotura-ekintzaren pean, eta sendoago konbinatzen dira, horrela estaldura konposatuaren eraketa-efektua hobetuz. Al2O3 edukia handitzean, estaldura konposatuan Al2O3 partikula kopurua handitzen da pixkanaka. Ni-35%Al2O3 estaldura konposatuaren zeharkako sekzioan, poro gehiago aurkitu ziren, Al2O3 partikulak aglomeratu ziren eta Al2O3 partikulak eta konposatu intermetalikoek poroak sortu zituzten, sendo konbinatuta ez zeudenak, eta horrek erraz murriztea ekarri zuen. estaldura konposatuaren errendimendua. 6b, d, f eta h irudietan ikusten den bezala, Ni, Ni-15%Al2O3 eta Ni-25%Al2O3 estaldura konposatuen gainazalean ez dago akats nabaririk, eta gainazalean pitzadura eta poro nabariak daude. Ni-35%Al2O3
estaldura konposatuak. Pitzadurak batez ere gehiegizko tentsioak eragiten ditu, Al2O3 partikulen aglomerazioaren eta elementuen banaketa irregularraren ondorioz. Estaldura konposatuaren urtze azkarreko ezaugarriak direla eta, C eta S bezalako elementuen Orekin erreakziotik sortutako gasak ez du ihes egiteko astirik, eta, ondorioz, poroak sortzen ditu. 6. Irudian ikusten den bezala, Al2O3 kantitate egokia gehitu ondoren, estaldura konposatuaren gainazala trinkoa da eta ez du akats nabaririk; Gehiegizko Al2O3 gehitu ondoren, estaldura konposatuak akatsak izateko joera du, hala nola poroak eta pitzadurak.

2.2 Mikrogogortasunaren analisia
Ni-x%Al2O3 estaldura konposatuaren gurutze-sekzioaren mikrogogortasunaren aldaketa-kurba sakoneraren norabidean zehar 7. Irudian erakusten da. Substratuaren mikrogogortasuna 164HV ingurukoa da, eta estaldura konposatuaren mikrogogortasuna 1026.3ra irits daiteke. HV. Mikrogogortasuna 760HV eta 1 026HV artekoa da, hau da, substratuarena baino 4 eta 5 aldiz handiagoa. 7. Irudian ikusten den bezala, estaldura konposatuaren mikrogogortasuna nabarmen jaisten da pixkanaka handitu ondoren. Hau da, estaldura konposatuaren azal apalean akats batzuk daudelako, gainazalaren mikrogogortasun baxua dela eta; estaldura konposatuaren barruko mikroegitura uniformea ​​eta fina da, akats gutxirekin, eta fase gogor ugari daude eta mikrogogortasuna pixkanaka handitzen da; substratutik hurbil dagoen eremuaren mikrogogortasuna nabarmen gutxitzen da substratuaren mikrogogortasunera hurbildu arte. Al2O3 edukia handitzean, estaldura konposatuaren mikrogogortasuna handitu egiten da lehenik eta gero gutxitzen da. Al2O3-ren masa-frakzioa % 25 denean, estaldura konposatuaren mikrogogortasuna balio gorenera iristen da. Estaldura konposatuaren gogortasuna gainazaleko kalitatearekin eta Al2O3 edukiarekin lotuta dago. Estaldura konposatuaren morfologia eta fasearen analisiarekin konbinatuta, arrazoi nagusiak hauek dira: lehenik eta behin, laser estaldura konpositearen estaldurak hozte bizkorreko prozesuan hozte-maila handia sortzen du, eta, horrela, estalduraren mikroegitura fintzen du, ale finak indartzeko papera betetzen du. estaldura konposatuan, eta estaldura konposatuaren mikrogogortasuna nabarmen handituz; bigarrenik, Fe-Ni eta Fe-Ni-Cr fase gogorren soluzio solidoaren efektuak estaldura konposatuaren mikrogogortasuna hobetzen du. EDS emaitzekin konbinatuta (3. irudia), ikus daiteke estaldura konposatuan Ni eta Cr edukia handia dela eta urtutako matrizeko Fe atomoek estaldura konposatuan elementuen difusioa jasaten dutela. Ni eta Cr erraz disolbatzen dira Fe-n disoluzio solido gogor bat osatzeko; hirugarrenik, gogortasun handiko Al2O3 zeramikazko partikulak estaldura konposatuan barreiatzen dira, eta horrek estaldura konposatuaren mikrogogortasuna are gehiago hobetzen du. Al2O3-ren masa-frakzioa %35era iristen denean, estaldura konposatuaren gainazalean poroak eta pitzadurak bezalako akatsak agertzen dira, eta horrek estaldura konposatuaren mikrogogortasuna murrizten du. Ikus daiteke Ni-x%Al2O3 (x≤25) estaldura konposatuaren mikrogogortasunaren hobekuntzak aleak fintzearen, soluzio solidoen sendotzearen eta partikulen indartzearen efektu konbinatuen onurak dituela.

2.3 Estalduraren korrosioarekiko erresistentziaren analisia
Ni-x%Al2O3 estaldura konposatuaren pisu galeraren korrosio-tasa 1 mol/L azido klorhidriko diluitua 5 orduz murgildu ondoren 8. Irudian ikusten da. 8. Irudian ikus daitekeenez, Al2O3 edukia handitzean, pisua. galeraren korrosio-tasak lehen beherantz eta gero handitzeko joera erakusten du, eta korrosioarekiko erresistentziak lehen handituz eta gero ahultzeko joera erakusten du. Ni-25%Al2O3 estaldura konposatuaren pisu galera korrosio-tasa txikiena da eta korrosioarekiko erresistentzia onena. Ni-x%Al2O3 estaldura konposatuaren polarizazio-kurba eta doikuntza-datuak 9. Irudian erakusten dira. 9. Irudian ikus daitekeenez, Ni-x%Al2O3 estaldura konposatuen polarizazio-kurbak antzeko formak dira. Al2O3 edukia handitzearekin batera, korrosio-potentzialak lehenengo handitzeko eta gero txikitzeko joera erakusten du, eta korrosio-korrontearen dentsitateak lehen beherantz eta gero handitzeko joera erakusten du. Ni-25%Al2O3 estaldura konposatuak korrosio-potentzial handiena eta korrosio-korronte-dentsitate txikiena ditu. Korrosio-potentzialak materialaren korrosio-joera adierazten du. Zenbat eta handiagoa izan estaldura konposatuaren korrosio-potentziala, orduan eta litekeena txikiagoa izango da korrosioa izateko. Korrosio-korronte-dentsitateak eta korrosio-tasak materialaren korrosioarekiko erresistentziaren kalitatea adierazten dute. Zenbat eta txikiagoa izan korrosio-korronte-dentsitatea eta estaldura konposatuaren korrosio-tasa, orduan eta hobea izango da estaldura konposatuaren korrosioarekiko erresistentzia. Estaldura konposatuaren murgiltze-korrosio-probak eta proba elektrokimikoak egokitzeko datuek erakusten dute Ni-25%Al2O3 estaldura konposatuaren korrosio-korronte-dentsitatea eta korrosio-tasa txikienak direla eta korrosioarekiko erresistentzia onena dela. Al2O3 korrosioarekiko erresistentea den zeramika faseak eta Fe-Ni eta Fe-Ni-Cr soluzio solidoek estaldura konposatuaren korrosio-potentziala areagotzen dute. Ni-25%Al2O3 estaldura konposatuak korrosio-joera txikiagoa du eta bere mikroegitura uniformeagoa eta trinkoagoa da; Ni-35%Al2O3 estaldura konposatuak akatsak ditu, hala nola poroak eta pitzadurak, eta likido korrosiboak barrualdea inbaditzen du errazagoa, eta horrek korrosio prozesua areagotzen du.

2 h 3 mol/L azido klorhidriko diluituan murgilduta dagoen Ni-x%Al1O5 estaldura konposatuaren korrosioaren gainazaleko morfologia 10. Irudian ageri da. 10a Irudian ikus daitekeenez, Ni estalduraren gainazala larriago herdoilduta dago. korrosio-eremua handiagoa da, eta eremu zabaleko gully-formako korrosio-eremu jarraitua dago, jakina, eta korrosio-hobiak sakonagoak eta handiagoak dira. 10b Irudian ikus daitekeenez, Ni-15%Al2O3 estaldura konposatuaren korrosio-maila murrizten da, korrosio-eremua murrizten da, etengabeko eremu zabaleko gully-formako korrosio-eremua murrizten da, korrosio-hobiak azalekoak dira, korrosioa. hobi txikiak dira, baina kopurua handia da. Ni-25%Al2O3 estaldura konposatuaren korrosio-morfologia 10c irudian ageri da. Konposatu estalduraren gainazalaren zati txiki bat besterik ez da herdoilduta, korrosio-eremu jarraitua txikiagoa da, korrosio-hobiak txikiagoak dira eta kopurua txikia da eta korrosio-maila gehiago murrizten da. 10d Irudian ikus daitekeenez, Ni-35% Al2O3 estaldura konposatuaren korrosio-maila areagotu egiten da, korrosio-eremua handitzen da, etengabeko eremu zabaleko gully-formako korrosio-eremua handitzen da, korrosio-hobiaren eremua handiagoa da, kopurua handiagoa da, eta estaldura konposatuaren korrosioarekiko erresistentzia okerragoa da. Estaldura konposatuaren korrosio-morfologiak, gainera, Al2O3 edukia handitzearekin batera, estaldura konposatuaren korrosio-erresistentziak lehenengo handitzen eta gero ahultzen duen joera erakusten du, eta horien artean Ni-25% Al2O3 estaldura konposatuaren korrosioarekiko erresistentzia da onena. . Hau da, estaldura konposatuaren korrosio-potentziala handitu eta gero txikiagotu egiten delako, korrosio-joera lehenik ahuldu eta gero handitu egiten da, korrosio-korrontearen dentsitatea eta korrosio-tasa lehenik eta behin handitu egiten da, eta ondorioz, estaldura konposatuaren korrosio-maila murrizten da eta gero, areagotu egiten da, eta zulo-zuloa sakanak sortzeko zabaltzen den korrosio-eremua handitu eta gero txikiagotu egiten da.

Estaldura konposatua 1 mol/L azido klorhidriko diluituan murgiltzen denean, Cl-k erraz suntsitzen du gainazaleko pasibazio-filma, likido korrosiboak estaldura konposatuaren gainazalearekin harremanetan jartzen da eta korrosio-zelula galbanikoa sortzen da eta erreakzio elektrokimikoa gertatzen da. Fe, Cr eta Ni bezalako elementuek oxidazio-erreakzioak jasaten dituzte anodoan, elektroiak galdu eta katioi askeak eratzeko disolbatu egiten dira, eta H+-k erredukzio-erreakzioak jasaten ditu katodoan H2 ihesa sortzeko, korrosio-zuloak sortzen ditu korrosio-azalean, konposatua eraginez. estaldura gehiago herdoildu dadin. Laser estalduraren urtze eta solidotze azkarraren ondorioz, estaldura konposatuaren mikroegitura substratuarena baino finagoa da eta egitura finduaren korrosioarekiko erresistentzia sendoagoa da. Hori dela eta, Ni-x%Al2O3 estaldura konposatuaren korrosioarekiko erresistentzia hobetzen da ale finaren indartzearen eraginez. Fe-Ni eta Fe-Cr-Ni soluzio solidoek Al2O3 partikulak tinko finkatzen dituzte estaldura konposatuan, Al2O3 partikulak eraginkortasunez lotzen dituzte eta likido korrosiboa estaldura konposatuan sartzea eragozten dute Al2O3 partikulen ondoko poroetatik. Soluzio solidoaren indartze efektuak estaldura konposatuaren trinkotasuna hobetzen du eta estaldura konposatuaren korrosioarekiko erresistentzia indartzen du. Estaldura konposatuari Al2O3 kantitate egoki bat gehitu ondoren, mikro-urtutako Al2O3 korrosio-kanala blokeatu eta korrosio-eremua murriztu dezake. Al2O3 kantitate egoki bat gehitzeak estaldura konposatuaren partikulen sendotzean zeregina izan dezake. Al35O2-ren %3 masa-frakzioa gehitzean, alde batetik, Al2O3 gehiegizko gehitzeak partikula ugari ez urtzea eragiten du, korrosio-kanala eta korrosio-zelula galbanikoen kopurua handituz. Hori dela eta, Ni-35%Al2O3 estaldura konposatuaren korrosioarekiko erresistentzia murrizten da. Bestalde, Al2O3 gehiegi gehitu ondoren, estaldura konposatuan poro eta pitzadura ugari daude, eta likido korrosiboa litekeena da estaldura konposatuaren barnean sartzea poro eta pitzaduretatik, horrela korrosioa bizkortuz. tasa, Ni-35%Al2O3 estaldura konposatuaren korrosioarekiko erresistentzia gutxitzea eraginez. Laburbilduz, Ni-x%Al2O3 (x≤25) estaldura konposatuaren korrosioarekiko erresistentzia hobetzea ale finaren indartzearen, soluzio solidoaren sendotzearen eta partikulen indartzearen efektu konbinatuaren emaitza da.

3 Ondorioak
Gogortasun handiko eta korrosioarekiko erresistentea den Ni-x%Al2O3 estaldura konposatua 304 altzairu herdoilgaitzaren gainazalean prestatu zen laser estaldura teknologiaren bidez. Al2O3 edukiak estaldura konposatuaren morfologian, mikrogogortasunean eta korrosioarekiko erresistentzian duen eragina aztertu da. Ondorio nagusiak hauek dira.

1) Lotura metalurgiko estua sortzen da estaldura konposatuaren eta substratuaren artean. Estaldura konposatuaren mikroegitura kristal ekiaxe finak, kristal zutabe direktiboak eta kristal zelularrak gainazaletik barrualdera aurkezten dira. Ni-x%Al2O3 (x ≤ 25) estaldura konposatua uniformea ​​eta trinkoa da akats nabaririk gabe. Ni-35%Al2O3 estaldura konposatuak akatsak ditu, hala nola poroak eta pitzadurak. Ni-25%Al2O3 estaldura konposatuaren fase nagusiak Al2O3, Fe-Ni eta Fe-Ni-Cr soluzio solidoez osatuta daude. Al2O3 partikulak batez ere CL zonaren goialdean banatzen dira zeramikazko geruza bat osatzeko. Konposatu intermetalikoak uniformeki banatzen dira CL eremuan geruza metalikoa osatzeko. Al2O3 partikulak estaldura konposatuan tinko finkatzen dituzte konposatu intermetalikoek.

2) Estaldura konposatuaren mikrogogortasuna handitzen da lehenik eta gero nabarmen gutxitzen da estaldura gainazaletik substratura. Al2O3 edukia handitzean, estaldura konposatuaren mikrogogortasuna handitu egiten da lehenik eta gero txikiagotu, pisu galeraren korrosio-tasa lehenik eta gero handitu egiten da, korrosio-potentziala handitu eta gero txikiagotu egiten da eta korrosio-korrontearen dentsitatea gutxitzen da lehenik eta gero handitu. Ni-25%Al2O3 estaldura konposatuak mikrogogortasun handiena eta korrosioarekiko erresistentzia onena du. Ni-x%Al2O3 (x≤25) estaldura konposatuaren mikrogogortasuna eta korrosioarekiko erresistentzia hobetzea ale finaren indartzearen, soluzio solidoaren sendotzearen eta partikulen indartzearen ondorio konbinatuen emaitza da.