Çelik inox Cr-Ni ka rezistencë të shkëlqyer ndaj korrozionit mjedisor dhe është përdorur gjerësisht në fushat e naftës, industrisë kimike, hapësirës ajrore, inxhinierisë detare, etj. Midis tyre, çeliku inox 304 ka rezistencë të mirë korrozioni dhe rezistencë ndaj nxehtësisë, dhe përdoret gjerësisht në industri moderne. Megjithatë, në mjedise industriale shumë gërryese dhe në atmosfera shumë të ndotura si acidet inorganike, rezistenca ndaj korrozionit të trupit ende nuk mund të plotësojë kërkesat dhe jeta e tij e shërbimit duhet të zgjatet nga teknologjia e mbrojtjes së veshjes sipërfaqësore. Teknologjitë moderne të veshjes sipërfaqësore si depozitimi i avullit, trajtimi kimik i nxehtësisë, elektrikimi, spërkatja termike dhe veshja me lazer janë metoda të rëndësishme për të përmirësuar rezistencën ndaj korrozionit të sipërfaqeve të materialit. Studimet kanë zbuluar se veshjet uniforme dhe të dendura mund të përgatiten me elektroplating dhe teknikat e depozitimit të avullit, dhe veshjet kanë pastërti të lartë dhe përbërje të kontrollueshme. Meng et al. përgatiti një shtresë të dendur superhidrofobike Zn-Fe në sipërfaqen e një aliazh magnezi me anë të elektrikimit. Veshja tregoi vetë-pastrim të shkëlqyeshëm, rezistencë ndaj konsumit dhe rezistencë ndaj korrozionit. Krahasuar me substratin e aliazhit të magnezit, rezistenca ndaj korrozionit të veshjes u përmirësua me 87%. Shan et al. Veshjet e depozituara CrN dhe CrSiN në çelik inox 316L, të cilat rritën fortësinë e sipërfaqes, përmirësonin rezistencën ndaj korrozionit të ujit të detit dhe vetitë tribologjike të materialit. Veshjet u përgatitën me trajtim kimik termik, spërkatje termike dhe metoda të tjera, dhe saktësia dhe trashësia e sipërfaqes ishin të kontrollueshme, procesi ishte i thjeshtë dhe i lehtë për t'u përdorur. Xun Qingting etj. forcoi sipërfaqen e çelikut GCr15 me trajtimin kimik të nxehtësisë, dhe ngurtësia e saj u përmirësua shumë, dhe trashësia e shtresës së ngurtësuar arriti në 0.25 mm. Liu et al. përgatiti me sukses veshjet Ag-BN me spërkatje plazmatike, gjë që reduktoi koeficientin e fërkimit të veshjeve dhe përmirësoi rezistencën e tyre ndaj konsumit.

Veshjet e përgatitura nga teknologjia e plëzimit dhe depozitimit të avullit kanë forcë të dobët lidhëse me nënshtresën dhe trashësi të hollë. Sipërfaqja e veshjes me spërkatje termike është e ashpër dhe ka një porozitet të madh. Trajtimi termik kimik ka kërkesa të larta për materialin e nënshtresës, dhe veshja është e vështirë për të përmbushur kërkesat e funksionimit afatgjatë të punës. Krahasuar me teknologjitë e tjera të trajtimit sipërfaqësor, teknologjia e veshjes me lazer ka avantazhet e efikasitetit të lartë, hollimit të ulët dhe lidhjes së mirë metalurgjike. Shpesh përdoret për të përgatitur veshje me cilësi të lartë me fortësi të lartë, rezistencë të fortë ndaj konsumit dhe rezistencë ndaj korrozionit, të cilat mund të arrijnë qëllimin e riparimit dhe modifikimit të sipërfaqes së pjesës së punës.

Teknologjia e veshjes me lazernë përgjithësi përdor pluhur metali, pluhur qeramike dhe pluhur të përbërë metal-qeramik si materiale veshjeje. Pluhuri i metalit ka lagështi të mirë me materialin e nënshtresës dhe është më e lehtë për të formuar një lidhje të ngushtë metalurgjike, duke përmirësuar kështu performancën e procesit të formimit të veshjes. Ouyang Changyao etj. Pluhur i veshur me lazer Stellite12 me bazë kobalti në sipërfaqen prej çeliku inox 304 dhe studioi mikrostrukturën, shpërndarjen e elementeve, fazën dhe vetitë e veshjes. Rezultatet treguan se cilësia e sipërfaqes së veshjes ishte e mirë dhe nuk kishte defekte të dukshme. Ai formoi një lidhje metalurgjike me nënshtresën dhe rezistenca ndaj korrozionit u përmirësua shumë në krahasim me nënshtresën. Yang Wenbin et al. [23] përgatiti dy lloje veshjesh metalike me bazë hekuri dhe kobalt në sipërfaqen e çelikut të rrotave ER8. Sipërfaqja e veshjes ishte uniforme dhe e dendur, duke formuar një lidhje të mirë metalurgjike. Të gjitha mostrat e çelikut të rrotave të riparuara treguan rezistencë të mirë ndaj konsumit dhe rezistencë ndaj korrozionit. Krahasuar me metalet, qeramika ka fortësi më të lartë, si dhe rezistencë më të mirë ndaj konsumit, rezistencë ndaj korrozionit, rezistencë ndaj nxehtësisë dhe rezistencë ndaj oksidimit në temperaturë të lartë. Meqenëse vetitë fizike dhe kimike të qeramikës, si moduli elastik dhe koeficienti i zgjerimit termik, janë mjaft të ndryshme nga ato të metaleve, defekte të tilla si çarje dhe pore krijohen lehtësisht gjatë procesit të formimit të veshjes, duke ndikuar kështu në forcën e lidhjes midis veshjes dhe veshjes dhe substrati, duke rezultuar në uljen e cilësisë dhe performancës së sipërfaqes. Wang Ran et al. zgjidhi deri në një masë problemet e veshjeve qeramike Al2O3-ZrO2, si brishtësia e lartë dhe plasaritja e lehtë, duke e ngrohur paraprakisht nënshtresën. Pas ngrohjes paraprake në 300 °C, ndjeshmëria ndaj plasaritjes së veshjes u ul ndjeshëm, por çarjet ende ekzistonin. Studimet kanë treguar se përdorimi i veshjeve të përbëra metal-qeramike mund të zgjidhë problemin e ngushticës së veshjeve qeramike. Pluhurat e përbëra metal-qeramike kanë qëndrueshmërinë dhe përpunueshmërinë e mirë të pluhurave metalikë, si dhe fortësinë e lartë, rezistencën ndaj konsumit dhe rezistencën ndaj korrozionit të materialeve pluhur qeramike. Duke zgjedhur lloje të ndryshme pluhurash metali dhe qeramike dhe duke rregulluar raportin e përbërjes së të dyve, mund të përgatiten veshje të përbëra metal-qeramike me pak defekte dhe forcë të lartë ngjitëse. Përbërjet ndërmetalike dhe grimcat e përforcimit të qeramikës së pashkrirë në strukturën e veshjes janë të favorshme për funksionet specifike të veshjes së përbërë (të tilla si rezistenca ndaj korrozionit, rezistenca ndaj konsumit, rezistenca ndaj oksidimit në temperaturë të lartë, etj.). Pluhurat kompozite metal-qeramike të përdorura zakonisht përfshijnë pluhurat e përbërë me bazë Fe, Co dhe Ni të përforcuara me grimca qeramike si WC, SiC dhe Al2O3, të cilat përdoren gjerësisht për të përgatitur veshje kompozite metal-qeramike me fortësi të lartë, rezistencë ndaj konsumit dhe rezistencë e fortë ndaj korrozionit. Midis tyre, qeramika Al2O3 ka pikë shkrirjeje të lartë, fortësi të lartë, koeficient të vogël të zgjerimit termik dhe stabilitet të fortë fizik dhe kimik. Studiues vendas dhe të huaj kanë kryer kërkime të gjera mbi veshjet qeramike Al2O3. Rezultatet tregojnë se veshjet qeramike të pastër Al2O3 kanë probleme të tilla si poroziteti i madh dhe forca e dobët e lidhjes. Zhou Jianzhong etj. përgatiti veshje kompozite metal-qeramike Al2O3 të përforcuar me qeramikë Fe901 duke përdorur veshje lazer, e cila përmirësoi në mënyrë efektive fortësinë dhe rezistencën ndaj konsumit të veshjes. Ni ka duktilitet të mirë dhe efekt të mirë lidhës. Duke shtuar Ni, efikasiteti i depozitimit dhe vetitë mekanike të veshjes mund të përmirësohen në mënyrë efektive dhe mund të rritet forca ngjitëse e grimcave Al2O3 në veshjen e përbërë. Veshja e përbërë me bazë Ni e përmirësuar me Al2O3 ka fortësi të lartë dhe forcë lidhëse dhe shfaq karakteristika të mira të mbrojtjes së sipërfaqes. Aktualisht, hulumtimi mbi veshjen e përbërë Ni-Al2O3 fokusohet kryesisht në rezistencën e tij ndaj konsumit dhe mekanizmat përkatës, dhe ka pak raporte për rezistencën ndaj korrozionit të veshjes. Në këtë punim, metoda e pluhurit të paracaktuar përdoret për të përgatitur veshjen kompozite metal-qeramik Ni-Al2O3 në sipërfaqen e çelikut inox me anë të teknologjisë së veshjes me lazer, në mënyrë që të kombinohet stabiliteti i lartë kimik i metalit Ni me efektin e forcimit të fortësisë së lartë të Al2O3, të zvogëlohet ndjeshëm shkalla e reaksionit të korrozionit dhe të përmirësohet fortësia sipërfaqësore e materialit, duke arritur kështu dy qëllime: përmirësimin e rezistencës ndaj korrozionit dhe fortësinë sipërfaqësore të çelikut inox 304.

1 Eksperiment

Materiale 1.1
Substrati i veshjes me lazer është çelik inox 304, dhe përbërja e tij kimike (sipas fraksionit në masë) është: S 0.002%, P 0.042%, C 0.07%, Si 0.89%, Mn 1.92%, Ni 8.1%, Cr 18.2% dhe bilanci është Fe. Madhësia është 200 mm×150 mm×15 mm dhe mikrostruktura e nënshtresës është paraqitur në Figurën 1. Pluhuri i veshjes është pluhur Ni komercial me pastërti të lartë (madhësia mesatare e grimcave 100 nm, pastërtia 99.0%) dhe pluhur Al2O3 (mesatar madhësia e grimcave 2 μm, pastërtia 98.0%). Pluhuri i përzier u përzier në një mulli horizontal QM-1 me një shpejtësi bluarjeje prej 250 r/min për 6 orë për të bërë pluhurin të përzihet në mënyrë të barabartë. Para veshjes, pluhuri i përzier vendoset në një furrë tharjeje me vakum në 150 °C për 3 orë për të hequr lagështinë. Para veshjes, sipërfaqja e nënshtresës është lustruar me letër zmerile SiC dhe sipërfaqja e nënshtresës është pastruar me aceton për të hequr yndyrën. Nënshtresa u ngroh paraprakisht në 300 °C për të reduktuar stresin termik të shkaktuar nga gradienti i madh i temperaturës midis nënshtresës dhe veshjes. Për të siguruar qëndrueshmërinë e veshjes së përbërë, veshja me lazer u krye duke përdorur pluhur të paravendosur, dhe trashësia e pluhurit të paravendosur ishte 0.9 mm.

1.2 Përgatitja e veshjes
Pajisja e veshjes përdor një sistem prodhimi inteligjent lazer JHL-1GX-2000 me një fuqi maksimale prej 2 kW. Parametrat e procesit të veshjes: fuqia lazer 1.2 kW, diametri i pikës 3 mm dhe shpejtësia e skanimit 350 mm/min. Pas përfundimit të veshjes, kampioni ftohet natyrshëm në temperaturën e dhomës. Mostra pritet përgjatë seksionit kryq të veshjes së përbërë me prerje teli, dhe kampioni pastrohet në etanol anhidër duke përdorur një pastrues tejzanor për të marrë një mostër metalografike. Pas bluarjes dhe lustrimit, kampioni gdhendet për 25 s duke përdorur një tretësirë ​​të përzier të përbërë nga HCl (fraksioni vëllimor 75%) dhe HNO3 (fraksioni vëllimor 25%).

1.3 Morfologjia e veshjes dhe karakterizimi fazor
Mikrostruktura e nënshtresës u vëzhgua nga një mikroskop optik Eclipse MA200 (OM), dhe morfologjia e veshjes së përbërë dhe sipërfaqja e saj e korrozionit u vëzhgua nga një mikroskop elektronik skanues VEGA3 (SEM) me një spektrometër shpërndarës energjie (EDS) dhe energji u krye analiza e spektrit. Përbërja e fazës së veshjes së përbërë u analizua nga një difraktometër multifunksional me rreze X (XRD, tension 40 kV, rrymë 200 mA, kënd difraksioni 2θ prej 20°~80°).

1.4 Karakterizimi i performancës së veshjes
Mikrofortësia e seksionit kryq të veshjes së përbërë u testua nga një testues i mikrofortësisë HV 1000A, me një masë ngarkimi prej 400 g dhe një kohë ngarkimi 30 s. Distanca midis çdo pozicioni matje ishte 0.1 mm. Për të njëjtin grup mostrash u testuan 3 pika në të njëjtën distancë nga sipërfaqja e veshjes dhe u mor vlera mesatare.
Veshja e përbërë u vulos me ngjitës organik, duke ekspozuar 1 mm2 të sipërfaqes dhe u bë një mostër korrozioni. Mostra e korrozionit u vendos në acid klorhidrik të holluar 1 mol/L dhe u zhyt në korrozion në temperaturën e dhomës për 5 orë. Pas heqjes së produkteve të korrozionit, ajo u peshua dhe shkalla e korrozionit të humbjes së peshës së veshjes së përbërë u llogarit duke përdorur humbjen e peshës së korrozionit: VL= (m1- m0)/t.
Ku m1 është masa e kampionit para korrozionit, m0 është masa e kampionit pas korrozionit dhe t është koha e korrozionit. Stacioni i punës elektrokimike Ametek Parstat 4000 u përdor për të testuar kurbën e polarizimit potenciodinamik të sipërfaqes së mostrës së korrozionit të veshjes së përbërë prej 1 mm2. Mjeti i korrozionit ishte solucion i holluar i acidit klorhidrik 1 mol/L, elektroda e referencës ishte elektroda Ag/AgCl, elektroda ndihmëse ishte elektroda Pt dhe elektroda e punës ishte 1 mm2 kampion korrozioni. Pas zhytjes në potencial qarku të hapur për 60 min, testi u krye pas stabilizimit. Testi i polarizimit potenciodinamik u krye në intervalin -1.5~1.5 me një shpejtësi skanimi prej 1 mV/s dhe u vendos potenciali i korrozionit dhe densiteti i rrymës së korrozionit të veshjes së përbërë.

2 Rezultatet dhe diskutimi

2.1 Morfologjia e veshjes dhe analiza fazore
Mikrostruktura e seksionit kryq të veshjes së përbërë Ni-25%Al2O3 është paraqitur në figurën 2. Siç mund të shihet nga Figura 2a, veshja e përbërë ka një strukturë uniforme, nuk ka defekte të dukshme si poret dhe çarjet, dhe ka një zonë të dukshme të lidhjes metalurgjike midis veshjes së përbërë dhe nënshtresës. Veshja e përbërë mund të ndahet në tre pjesë: shtresa e veshjes (CL), zona e lidhjes metalurgjike (MBZ) dhe zona e prekur nga nxehtësia (HAZ). Siç tregohet në figurën 2b, struktura në fund të zonës CL është kristale të imta qelizore. Siç tregohet në figurën 2c, qendra e zonës CL është një kristal kolone me rritje të drejtuar. Siç tregohet në Figurën 2d, struktura në majë të zonës CL është kristale të imta ekuiakse. Meqenëse rrezja lazer skanon pluhurin për një kohë shumë të shkurtër dhe temperatura bie shpejt, veshja e përbërë ngurtësohet dhe ftohet shpejt, duke formuar një strukturë relativisht uniforme dhe të imët. Sipas teorisë së ngurtësimit, morfologjia e strukturës së ngurtësuar përcaktohet nga faktori i qëndrueshmërisë (G/R) i ndërfaqes solid-lëng, ku G është gradienti i temperaturës dhe R është shkalla e ngurtësimit. Fundi i zonës CL është afër nënshtresës, me një shpejtësi të shpejtë ftohjeje dhe një shkallë të madhe superftohjeje, duke formuar kristale të imët qelizore. Gjatë procesit të ngurtësimit, shpejtësia e ftohjes pingul me ndërfaqen e lidhjes është më e shpejta dhe shpejtësia e kristalizimit të kokrrizave është më e shpejta. Prandaj, kristalet kolone krijohen në qendër të zonës CL përgjatë drejtimit pingul me ndërfaqen, siç tregohet në figurën 2c. Siç tregohet në figurën 2d, pjesa e sipërme e zonës CL është në kontakt me ajrin, shpejtësia e ftohjes është e shpejtë, nënftohja është e madhe dhe shkalla e ftohjes në të gjitha drejtimet është e njëjtë, duke gjeneruar kristale të imta të barazbarta. Gjatë procesit të ngurtësimit, shpejtësi të ndryshme ftohjeje çojnë në mikrostruktura të ndryshme. Bazuar në karakteristikat e shkrirjes dhe ngurtësimit të shpejtë të veshjes me lazer, struktura e veshjes së përbërë është rafinuar ndjeshëm në krahasim me nënshtresën. Rezultatet e analizës së skanimit të sipërfaqes EDS të veshjes së përbërë (Figura 2) janë paraqitur në Figurën 3. Siç tregohet në figurat 3a~c, elementët Fe dhe Cr shpërndahen në mënyrë të barabartë në veshje dhe në nënshtresë, dhe Ni shpërndahet kryesisht në zonën CL. Elementet Al dhe O (siç tregohet respektivisht në figurat 3d dhe e) shpërndahen kryesisht në majë të zonës CL, duke dëshmuar se grimcat Al2O3 shpërndahen kryesisht në majë të zonës CL, dhe veshja e përbërë përbëhet nga një metal. shtresë dhe një shtresë qeramike. Çelësi për formimin e veshjeve të përbëra metal-qeramike është shpërndarja e Ni dhe Al2O3 në pluhur dhe ndryshimi në përthithjen e tyre të energjisë lazer. Kur lazeri me energji të lartë skanon pluhurin e përbërë, pluhuri dhe sipërfaqja e nënshtresës shkrihen menjëherë nga temperatura e lartë. Meqenëse pika e shkrirjes së Al2O3 është më e lartë se ajo e Ni, shumica e energjisë lazer thithet nga pluhuri Ni, dhe pluhuri Ni shkrihet plotësisht. Një pjesë e pluhurit Al2O3 shkrihet pak, por Al2O3 mbetet në formë kokrrizore. Pasi lazeri me energji të lartë skanon pluhurin, pluhuri Ni dhe nënshtresa shkrihen plotësisht për të formuar një pishinë të shkrirë. Konvekcioni i fortë krijohet në pishinën e shkrirë dhe grimcat Al2O3 shpërndahen në mënyrë të barabartë. Meqenëse dendësia e grimcave Al2O3 është më e ulët se ajo e fazës metalike, ato shpërndahen kryesisht në pjesën e sipërme të veshjes së përbërë (siç tregohet në figurën 4), duke formuar një shtresë qeramike. Komponimet ndërmetalike shpërndahen në veshjen e përbërë për të formuar një shtresë metalike. Meqenëse Ni ka lagështueshmëri të mirë me matricën metalike, formohet një zonë e mirë lidhjeje metalurgjike, duke e bërë veshjen kompozite të lidhur më fort me substratin.

Për të përcaktuar përbërjen fazore të veshjes së përbërë Ni-25%Al2O3, veshja e përbërë u analizua me XRD. Rezultatet janë paraqitur në figurën 5. Faza e veshjes së përbërë përbëhet kryesisht nga tretësirat e ngurta Al2O3, Fe-Ni dhe Fe-Ni-Cr. Meqenëse rrezja atomike e Fe është shumë afër asaj të Cr dhe Ni, Fe do të shkrihet dhe shpërndahet nën rrezatim lazer me energji të lartë dhe do të kombinohet me Cr dhe Ni për të formuar zgjidhje të ngurta Fe-Ni dhe Fe-Ni-Cr, të cilat ekzistojnë. si austenit në temperatura të larta dhe shndërrohen në martensit pas ftohjes. Ekzistenca e tretësirave të ngurta Fe-Ni dhe Fe-Ni-Cr tregon se matrica dhe pluhuri Ni janë shkrirë plotësisht, dhe Fe në matricë është shpërndarë plotësisht në pellgun e shkrirë. Kombinuar me analizën SEM dhe EDS, mund të shihet se grimcat e qeramikës Al2O3 nuk janë shkrirë plotësisht, dhe shumica e tyre ende ekzistojnë në formë grimcash, gjë që vërteton më tej ekzistencën e fazës qeramike Al2O3.

Seksioni kryq dhe morfologjia e sipërfaqes së veshjes së përbërë Ni-x%Al2O3 janë paraqitur në figurën 6. Siç tregohet në figurat 6a, c, e dhe g, seksionet kryq të Ni, Ni-15%Al2O3, dhe Veshjet e përbëra Ni-25%Al2O3 janë të dendura dhe nuk kanë defekte të dukshme. Grimcat Al2O3 shkrihen pak nën rrezatim lazer me energji të lartë, duke treguar një strukturë gri të çrregullt gri të çelur. Grimcat pak të shkrira Al2O3 prodhojnë një efekt fiksues nën veprimin e lidhjes së solucioneve të ngurta Fe-Ni dhe Fe-Ni-Cr dhe kombinohen më fort, duke përmirësuar kështu efektin e formimit të veshjes së përbërë. Me rritjen e përmbajtjes së Al2O3 rritet gradualisht numri i grimcave Al2O3 në veshjen e përbërë. Në prerjen tërthore të veshjes së përbërë Ni-35%Al2O3, u gjetën më shumë pore, grimcat Al2O3 u grumbulluan dhe grimcat Al2O3 dhe komponimet ndërmetalike prodhonin pore, të cilat nuk ishin të kombinuara fort, gjë që çoi lehtësisht në zvogëlimin e performanca e veshjes së përbërë. Siç tregohet në figurat 6b, d, f dhe h, nuk ka defekte të dukshme në sipërfaqen e veshjeve të përbëra Ni, Ni-15%Al2O3 dhe Ni-25%Al2O3, ndërkohë që ka çarje dhe pore të dukshme në sipërfaqen e Ni-35%Al2O3
veshje të përbëra. Çarjet shkaktohen kryesisht nga stresi i tepërt për shkak të grumbullimit të grimcave Al2O3 dhe shpërndarjes së pabarabartë të elementeve. Për shkak të karakteristikave të shkrirjes së shpejtë të veshjes së përbërë, gazi i krijuar nga reaksioni i elementeve si C dhe S me O nuk ka kohë për të shpëtuar, duke formuar kështu pore. Siç tregohet në figurën 6, pas shtimit të një sasie të përshtatshme të Al2O3, sipërfaqja e veshjes së përbërë është e dendur dhe nuk ka defekte të dukshme; pas shtimit të tepërt të Al2O3, veshja e përbërë është e prirur ndaj defekteve të tilla si poret dhe çarjet.

2.2 Analiza e mikrofortësisë
Lakorja e ndryshimit të mikrofortësisë së seksionit kryq të veshjes së përbërë Ni-x%Al2O3 përgjatë drejtimit të thellësisë është paraqitur në figurën 7. Mikrofortësia e nënshtresës është rreth 164 HV, dhe mikrofortësia e veshjes së përbërë mund të arrijë deri në 1026.3 HV. Mikrofortësia është midis 760HV dhe 1 026HV, që është 4 deri në 5 herë më e lartë se ajo e nënshtresës. Siç tregohet në figurën 7, mikrofortësia e veshjes së përbërë zvogëlohet ndjeshëm pasi rritet gradualisht. Kjo për shkak se ka disa defekte në sipërfaqen e cekët të veshjes së përbërë, duke rezultuar në mikrofortësi të ulët të sipërfaqes; mikrostruktura brenda veshjes së përbërë është uniforme dhe e imët, me pak defekte dhe ka një numër të madh fazash të forta dhe mikrofortësia rritet gradualisht; mikrofortësia e zonës afër nënshtresës zvogëlohet ndjeshëm derisa i afrohet mikrofortësisë së nënshtresës. Me rritjen e përmbajtjes së Al2O3, mikrofortësia e veshjes së përbërë fillimisht rritet dhe më pas zvogëlohet. Kur fraksioni masiv i Al2O3 është 25%, mikrofortësia e veshjes së përbërë arrin vlerën më të lartë. Fortësia e veshjes së përbërë lidhet me cilësinë e sipërfaqes dhe përmbajtjen e Al2O3. Kombinuar me morfologjinë dhe analizën fazore të veshjes së përbërë, arsyet kryesore janë: së pari, veshja e përbërë e veshjes me lazer prodhon një shkallë të madhe nënftohjeje gjatë procesit të shpejtë të ftohjes, duke rafinuar në këtë mënyrë mikrostrukturën e veshjes, duke luajtur një rol forcues të hollë. në veshjen e përbërë, dhe duke rritur ndjeshëm mikrofortësinë e veshjes së përbërë; së dyti, efekti i forcimit të solucionit të ngurtë i fazave të forta Fe-Ni dhe Fe-Ni-Cr përmirëson mikrofortësinë e veshjes së përbërë. Kombinuar me rezultatet EDS (Figura 3), mund të shihet se përmbajtja e Ni dhe Cr në veshjen e përbërë është e lartë dhe atomet e Fe në matricën e shkrirë i nënshtrohen difuzionit të elementeve në veshjen e përbërë. Ni dhe Cr treten lehtësisht në Fe për të formuar një tretësirë ​​të fortë të fortë; së treti, grimcat qeramike Al2O3 me fortësi të lartë shpërndahen në veshjen e përbërë, gjë që përmirëson më tej mikrofortësinë e veshjes së përbërë. Kur fraksioni masiv i Al2O3 arrin 35%, në sipërfaqen e veshjes së përbërë shfaqen defekte si poret dhe çarjet, gjë që redukton mikrofortësinë e veshjes së përbërë. Mund të shihet se përmirësimi i mikrofortësisë së veshjes së përbërë Ni-x%Al2O3 (x≤25) përfiton nga efektet e kombinuara të rafinimit të kokrrizave, forcimit të tretësirës së ngurtë dhe forcimit të grimcave.

2.3 Analiza e rezistencës ndaj korrozionit të veshjes
Shkalla e korrozionit të humbjes së peshës së veshjes së përbërë Ni-x%Al2O3 pas zhytjes në acid klorhidrik të holluar 1 mol/L për 5 orë është paraqitur në figurën 8. Siç mund të shihet nga Figura 8, me rritjen e përmbajtjes së Al2O3, pesha shkalla e korrozionit të humbjes tregon një tendencë të fillimit në rënie dhe më pas në rritje, dhe rezistenca ndaj korrozionit tregon një tendencë të fillimit në rritje dhe më pas në dobësim. Shkalla e korrozionit të humbjes së peshës së veshjes së përbërë Ni-25%Al2O3 është më e vogla dhe rezistenca ndaj korrozionit është më e mira. Kurba e polarizimit dhe të dhënat e përshtatjes së veshjes së përbërë Ni-x%Al2O3 janë paraqitur në figurën 9. Siç mund të shihet nga figura 9, kurbat e polarizimit të veshjeve të përbëra Ni-x%Al2O3 janë të ngjashme në formë. Me rritjen e përmbajtjes së Al2O3, potenciali i korrozionit tregon një tendencë të fillimit në rritje dhe më pas në ulje, dhe densiteti i rrymës së korrozionit tregon një tendencë fillimi zvogëluese dhe më pas në rritje. Veshja e përbërë Ni-25%Al2O3 ka potencialin më të lartë të korrozionit dhe densitetin më të ulët të rrymës korrozioni. Potenciali i korrozionit tregon tendencën e korrozionit të materialit. Sa më i madh të jetë potenciali i korrozionit të veshjes së përbërë, aq më pak ka gjasa që ajo të gërryhet. Dendësia e rrymës së korrozionit dhe shkalla e korrozionit tregojnë cilësinë e rezistencës ndaj korrozionit të materialit. Sa më i vogël të jetë densiteti i rrymës së korrozionit dhe shkalla e korrozionit të veshjes së përbërë, aq më e mirë është rezistenca ndaj korrozionit e veshjes së përbërë. Të dhënat e provës së korrozionit të zhytjes dhe të provës elektrokimike të montimit të veshjes së përbërë tregojnë se densiteti i rrymës së korrozionit dhe shkalla e korrozionit të veshjes së përbërë Ni-25%Al2O3 janë më të voglat, dhe rezistenca ndaj korrozionit është më e mira. Faza qeramike rezistente ndaj korrozionit Al2O3 dhe solucionet e ngurta Fe-Ni dhe Fe-Ni-Cr rrisin potencialin e korrozionit të veshjes së përbërë. Veshja e përbërë Ni-25%Al2O3 ka një tendencë më të vogël korrozioni dhe mikrostruktura e saj është më uniforme dhe e dendur; veshja e përbërë Ni-35%Al2O3 ka defekte të tilla si pore dhe çarje, dhe lëngu gërryes është më i lehtë për të pushtuar pjesën e brendshme, gjë që përkeqëson procesin e korrozionit.

Morfologjia e sipërfaqes së korrozionit të veshjes së përbërë Ni-x%Al2O3 e zhytur në acid klorhidrik të holluar 1 mol/L për 5 orë është paraqitur në figurën 10. Siç mund të shihet nga Figura 10a, sipërfaqja e veshjes Ni është gërryer më rëndë. zona e korrozionit është më e madhe, dhe një zonë e vazhdueshme korrozioni në formë gropë me sipërfaqe të madhe është padyshim e pranishme, dhe gropat e korrozionit janë më të thella dhe më të mëdha. Siç mund të shihet nga Figura 10b, shkalla e korrozionit të veshjes së përbërë Ni-15%Al2O3 zvogëlohet, zona e korrozionit zvogëlohet, zona e vazhdueshme e korrozionit në formë holli në sipërfaqe të madhe zvogëlohet, gropat e korrozionit janë të cekëta, korrozioni gropat janë të vogla, por numri është i madh. Morfologjia e korrozionit të veshjes së përbërë Ni-25%Al2O3 është paraqitur në Figurën 10c. Vetëm një pjesë e vogël e sipërfaqes së veshjes së përbërë është e gërryer, zona e korrozionit në formë të vazhdueshme është më e vogël, gropat e korrozionit janë më të vogla dhe numri është i vogël dhe shkalla e korrozionit zvogëlohet më tej. Siç mund të shihet nga Figura 10d, shkalla e korrozionit të veshjes së përbërë Ni-35%Al2O3 është rënduar, sipërfaqja e korrozionit është rritur, sipërfaqja e vazhdueshme e korrozionit në formë holli në sipërfaqe të madhe është rritur, zona e gropës së korrozionit është më e madhe, numri është më i madh, dhe rezistenca ndaj korrozionit të veshjes së përbërë është më e keqe. Morfologjia e korrozionit të veshjes së përbërë tregon më tej se me rritjen e përmbajtjes së Al2O3, rezistenca ndaj korrozionit e veshjes së përbërë tregon një tendencë fillimi në rritje dhe më pas dobësuese, ndër të cilat rezistenca ndaj korrozionit e veshjes së përbërë Ni-25%Al2O3 është më e mira. . Kjo ndodh sepse potenciali i korrozionit të veshjes së përbërë fillimisht rritet dhe më pas zvogëlohet, tendenca e korrozionit dobësohet së pari dhe më pas rritet, dendësia e rrymës korrozioni dhe shkalla e korrozionit ulen fillimisht dhe më pas rriten, duke rezultuar në zvogëlimin e shkallës së korrozionit të veshjes së përbërë fillimisht dhe më pas rëndohet dhe zona e korrozionit ku gropa e gropave zgjerohet për të formuar gropa fillimisht rritet dhe më pas zvogëlohet.

Kur veshja e përbërë zhytet në acid klorhidrik të holluar 1 mol/L, Cl− shkatërron lehtësisht filmin e pasivimit të sipërfaqes, lëngu gërryes kontakton sipërfaqen e veshjes së përbërë dhe formohet një qelizë galvanike korrozioni dhe ndodh një reaksion elektrokimik. Elementë të tillë si Fe, Cr dhe Ni i nënshtrohen reaksioneve të oksidimit në anodë, humbasin elektronet dhe treten për të formuar katione të lira, dhe H+ i nënshtrohet reaksioneve të reduktimit në katodë për të gjeneruar ikje H2, duke rezultuar në gropa korrozioni në sipërfaqen e korrozionit, duke shkaktuar përbërjen veshja të gërryhet më tej. Për shkak të shkrirjes dhe ngurtësimit të shpejtë të veshjes me lazer, mikrostruktura e veshjes së përbërë është më e imët se ajo e nënshtresës dhe rezistenca ndaj korrozionit e strukturës së rafinuar është më e fortë. Prandaj, rezistenca ndaj korrozionit e veshjes së përbërë Ni-x%Al2O3 përmirësohet nën efektin e forcimit të kokrrave të imta. Tretësirat e ngurta Fe-Ni dhe Fe-Cr-Ni ngjitin fort grimcat Al2O3 në veshjen e përbërë, lidhin në mënyrë efektive grimcat Al2O3 dhe parandalojnë që lëngu gërryes të hyjë në shtresën e përbërë përmes poreve pranë grimcave Al2O3. Efekti i forcimit të solucionit të ngurtë përmirëson kompaktësinë e veshjes së përbërë dhe forcon rezistencën ndaj korrozionit të veshjes së përbërë. Pas shtimit të një sasie të përshtatshme të Al2O3 në veshjen e përbërë, Al2O3 i shkrirë në mikro mund të bllokojë kanalin e korrozionit dhe të zvogëlojë zonën e korrozionit. Shtimi i një sasie të përshtatshme të Al2O3 mund të luajë një rol në forcimin e grimcave të veshjes së përbërë. Kur shtohet fraksioni masiv 35% i Al2O3, nga njëra anë, shtimi i tepërt i Al2O3 bën që një numër i madh grimcash të mos shkrihen, duke rritur kanalin e korrozionit dhe numrin e qelizave galvanike të korrozionit. Prandaj, rezistenca ndaj korrozionit e veshjes së përbërë Ni-35%Al2O3 zvogëlohet. Nga ana tjetër, pas shtimit të tepërt të Al2O3, ka një numër të madh poresh dhe çarjesh në veshjen e përbërë, dhe lëngu gërryes ka më shumë gjasa të hyjë në brendësi të veshjes së përbërë përmes poreve dhe çarjeve, duke përshpejtuar korrozionin. shpejtësia, duke rezultuar në një ulje të rezistencës ndaj korrozionit të veshjes së përbërë Ni-35%Al2O3. Si përmbledhje, përmirësimi i rezistencës ndaj korrozionit të veshjes së përbërë Ni-x%Al2O3 (x≤25) është rezultat i efektit të kombinuar të forcimit të grimcave të imta, forcimit të tretësirës së ngurtë dhe forcimit të grimcave.

Përfundime 3
Veshja e përbërë Ni-x%Al2O3 me fortësi të lartë dhe rezistente ndaj korrozionit u përgatit në sipërfaqen prej çeliku inox 304 me anë të teknologjisë së veshjes me lazer. Është studiuar efekti i përmbajtjes së Al2O3 në morfologjinë, mikrofortësinë dhe rezistencën ndaj korrozionit të veshjes së përbërë. Përfundimet kryesore janë si më poshtë.

1) Një lidhje e ngushtë metalurgjike formohet midis veshjes së përbërë dhe nënshtresës. Mikrostruktura e veshjes së përbërë paraqitet si kristale të imta ekuiakse, kristale kolone me drejtim dhe kristale qelizore nga sipërfaqja në brendësi. Veshja e përbërë Ni-x%Al2O3 (x ≤ 25) është uniforme dhe e dendur pa defekte të dukshme. Veshja e përbërë Ni-35%Al2O3 ka defekte të tilla si pore dhe çarje. Fazat kryesore të veshjes së përbërë Ni-25%Al2O3 përbëhen nga solucione të ngurta Al2O3, Fe-Ni dhe Fe-Ni-Cr. Grimcat Al2O3 shpërndahen kryesisht në majë të zonës CL për të formuar një shtresë qeramike. Përbërjet ndërmetalike shpërndahen në mënyrë të barabartë në zonën CL për të formuar një shtresë metalike. Grimcat Al2O3 janë fiksuar fort në veshjen e përbërë nga komponimet ndërmetalike.

2) Mikrofortësia e veshjes së përbërë së pari rritet dhe më pas zvogëlohet ndjeshëm nga sipërfaqja e veshjes në nënshtresë. Me rritjen e përmbajtjes së Al2O3, mikrofortësia e veshjes së përbërë fillimisht rritet dhe më pas zvogëlohet, shkalla e korrozionit të humbjes së peshës zvogëlohet fillimisht dhe më pas rritet, potenciali i korrozionit fillimisht rritet dhe më pas zvogëlohet, dhe densiteti i rrymës së korrozionit fillimisht zvogëlohet dhe më pas rritet. Veshja e përbërë Ni-25%Al2O3 ka mikrofortësinë më të lartë dhe rezistencën më të mirë ndaj korrozionit. Përmirësimi i mikrofortësisë dhe rezistencës ndaj korrozionit të veshjes së përbërë Ni-x%Al2O3 (x≤25) është rezultat i efekteve të kombinuara të forcimit të grimcave të imta, forcimit të tretësirës së ngurtë dhe forcimit të grimcave.