Chuma cha pua cha Cr-Ni kina upinzani bora wa kutu wa mazingira na kimetumika sana katika nyanja za petroli, tasnia ya kemikali, anga, uhandisi wa baharini, n.k. Kati ya hizo, chuma cha pua 304 kina upinzani mzuri wa kutu na upinzani wa joto, na hutumiwa sana katika sekta ya kisasa. Hata hivyo, katika mazingira ya viwanda ambayo yana ulikaji sana na angahewa iliyochafuliwa sana kama vile asidi isokaboni, upinzani wake wa kutu mwilini bado hauwezi kukidhi mahitaji, na maisha yake ya huduma yanahitaji kuongezwa kwa teknolojia ya ulinzi wa kupaka uso. Teknolojia za kisasa za upakaji wa uso kama vile uwekaji wa mvuke, matibabu ya joto ya kemikali, upakoji wa umeme, kunyunyizia mafuta na kufunika kwa laser ni njia muhimu za kuboresha upinzani wa kutu wa nyuso za nyenzo. Uchunguzi umegundua kuwa mipako ya sare na mnene inaweza kutayarishwa na mbinu za uwekaji umeme na uwekaji wa mvuke, na mipako ina usafi wa juu na muundo unaoweza kudhibitiwa. Meng na wengine. tayari mipako mnene ya superhydrophobic Zn-Fe juu ya uso wa aloi ya magnesiamu na electroplating. Mipako ilionyesha kujisafisha bora, upinzani wa kuvaa na upinzani wa kutu. Ikilinganishwa na substrate ya aloi ya magnesiamu, upinzani wa kutu wa mipako uliboreshwa kwa 87%. Shan na wengine. iliweka mipako ya CrN na CrSiN kwenye chuma cha pua cha 316L, ambayo iliongeza ugumu wa uso, iliboresha upinzani wa kutu wa maji ya bahari na mali ya tribological ya nyenzo. Mipako ilitayarishwa na matibabu ya joto ya kemikali, kunyunyizia mafuta na njia nyingine, na usahihi wa uso na unene uliweza kudhibitiwa, mchakato ulikuwa rahisi na rahisi kufanya kazi. Xun Qingting et al. iliimarisha uso wa chuma cha GCr15 kwa matibabu ya joto ya kemikali, na ugumu wake uliboreshwa sana, na unene wa safu ngumu ulifikia 0.25 mm. Liu na wenzake. Imeandaliwa kwa ufanisi mipako ya Ag-BN kwa kunyunyizia plasma, ambayo ilipunguza mgawo wa msuguano wa mipako na kuboresha upinzani wao wa kuvaa.

Mipako iliyoandaliwa na teknolojia ya uwekaji umeme na uwekaji wa mvuke ina nguvu dhaifu ya kuunganisha na substrate na unene mwembamba. Upeo wa mipako ya dawa ya mafuta ni mbaya na ina porosity kubwa. Matibabu ya joto ya kemikali ina mahitaji ya juu kwa nyenzo za substrate, na mipako ni vigumu kukidhi mahitaji ya uendeshaji wa kazi ya muda mrefu. Ikilinganishwa na teknolojia zingine za matibabu ya uso, teknolojia ya kufunika kwa leza ina faida za ufanisi wa juu, dilution ya chini, na uunganishaji mzuri wa metallurgiska. Mara nyingi hutumiwa kuandaa mipako yenye ubora wa juu na ugumu wa juu, upinzani mkali wa kuvaa na upinzani wa kutu, ambayo inaweza kufikia madhumuni ya kutengeneza uso wa workpiece na marekebisho.

Teknolojia ya kufunika kwa laserkwa ujumla hutumia poda ya chuma, poda ya kauri, na unga wa chuma-kauri kama nyenzo za kufunika. Poda ya chuma ina unyevu mzuri na nyenzo za substrate na ni rahisi kuunda dhamana ya karibu ya metallurgiska, na hivyo kuboresha mchakato wa kutengeneza utendaji wa mipako. Ouyang Changyao et al. laser ilipo Stellite12 poda cobalt makao juu ya uso wa 304 chuma cha pua na alisoma microstructure, kipengele usambazaji, awamu na mali ya mipako. Matokeo yalionyesha kuwa ubora wa uso wa mipako ulikuwa mzuri na haukuwa na kasoro dhahiri. Iliunda dhamana ya metallurgiska na substrate, na upinzani wa kutu uliboreshwa sana ikilinganishwa na substrate. Yang Wenbin et al. [23] alitayarisha aina mbili za mipako ya chuma yenye msingi wa chuma na kobalti kwenye uso wa chuma cha gurudumu cha ER8. Uso wa mipako ulikuwa sare na mnene, na kutengeneza dhamana nzuri ya metallurgiska. Sampuli za chuma za gurudumu zilizorekebishwa zote zilionyesha upinzani mzuri wa kuvaa na upinzani wa kutu. Ikilinganishwa na metali, keramik ina ugumu wa juu, pamoja na upinzani bora wa kuvaa, upinzani wa kutu, upinzani wa joto na upinzani wa oxidation ya juu ya joto. Kwa kuwa sifa za kimwili na kemikali za keramik, kama vile moduli ya elastic na mgawo wa upanuzi wa mafuta, ni tofauti kabisa na zile za metali, kasoro kama vile nyufa na pores hutolewa kwa urahisi wakati wa mchakato wa kuunda cladding, na hivyo kuathiri nguvu ya kuunganisha kati ya mipako na. substrate, na kusababisha kupungua kwa ubora wa uso na utendaji. Wang Ran na wenzake. ilitatua matatizo ya mipako ya kauri ya Al2O3-ZrO2, kama vile brittleness ya juu na kupasuka kwa urahisi, kwa kiasi fulani kwa kuimarisha substrate. Baada ya joto la 300 ° C, unyeti wa ufa wa mipako ulipunguzwa kwa kiasi kikubwa, lakini nyufa bado zilikuwepo. Uchunguzi umeonyesha kuwa matumizi ya mipako ya chuma-kauri inaweza kutatua tatizo la chupa ya mipako ya kauri. Poda zenye mchanganyiko wa metali-kauri zina ukakamavu na usindikaji mzuri wa poda za chuma, pamoja na ugumu wa juu, upinzani wa kuvaa, na upinzani wa kutu wa vifaa vya poda ya kauri. Kwa kuchagua aina tofauti za poda za chuma na kauri na kurekebisha uwiano wa muundo wa mbili, mipako ya chuma-kauri yenye kasoro chache na nguvu ya juu ya kuunganisha inaweza kutayarishwa. Misombo ya intermetallic na chembe za uimarishaji wa kauri zisizoyeyuka katika muundo wa mipako zinafaa kwa kazi maalum za mipako ya mchanganyiko (kama vile upinzani wa kutu, upinzani wa kuvaa, upinzani wa oxidation ya joto la juu, nk). Poda zenye mchanganyiko wa chuma-kauri zinazotumiwa sana ni pamoja na Fe, Co, na poda zenye mchanganyiko wa Ni-msingi zilizoimarishwa kwa chembe za kauri kama vile WC, SiC, na Al2O3, ambazo hutumiwa sana kuandaa mipako ya chuma-kauri yenye ugumu wa juu, upinzani wa kuvaa, na. upinzani mkubwa wa kutu. Miongoni mwao, kauri za Al2O3 zina kiwango cha juu cha kuyeyuka, ugumu wa juu, mgawo mdogo wa upanuzi wa mafuta, na uthabiti mkubwa wa kimwili na kemikali. Wasomi wa ndani na wa kigeni wamefanya utafiti wa kina juu ya mipako ya kauri ya Al2O3. Matokeo yanaonyesha kuwa mipako safi ya kauri ya Al2O3 ina matatizo kama vile upenyo mkubwa na nguvu dhaifu ya kuunganisha. Zhou Jianzhong et al. tayari Al2O3 kauri-kraftigare Fe901 mipako ya chuma-kauri composite kutumia cladding laser, ambayo kwa ufanisi kuboresha ugumu na kuvaa upinzani wa mipako. Ni ina ductility nzuri na athari nzuri ya kuunganisha. Kwa kuongeza Ni, ufanisi wa utuaji na mali ya mitambo ya mipako inaweza kuboreshwa kwa ufanisi, na nguvu ya kupachika ya chembe za Al2O3 kwenye mipako ya mchanganyiko inaweza kuimarishwa. Mipako ya mchanganyiko iliyoimarishwa ya Al2O3 yenye msingi wa Ni ina ugumu wa hali ya juu na nguvu ya kuunganisha, na inaonyesha sifa nzuri za ulinzi wa uso. Kwa sasa, utafiti juu ya mipako ya mchanganyiko wa Ni-Al2O3 inazingatia hasa upinzani wake wa kuvaa na taratibu zinazohusiana, na kuna ripoti chache juu ya upinzani wa kutu wa mipako. Katika karatasi hii, mbinu ya unga iliyowekwa tayari inatumika kuandaa mipako ya kauri ya chuma ya Ni-Al2O3 kwenye uso wa chuma cha pua kwa kutumia teknolojia ya kufunika kwa leza, ili kuchanganya uthabiti wa kemikali wa juu wa chuma cha Ni na athari ya uimarishaji wa ugumu wa juu wa Al2O3, kupunguza sana kiwango cha mmenyuko wa kutu, na kuboresha ugumu wa uso wa nyenzo, na hivyo kufikia malengo mawili ya kuboresha upinzani wa kutu na ugumu wa uso wa chuma cha pua cha 304.

1 Jaribio

Vifaa vya 1.1
Sehemu ndogo ya kufunika laser ni chuma cha pua 304, na muundo wake wa kemikali (kwa sehemu kubwa) ni: S 0.002%, P 0.042%, C 0.07%, Si 0.89%, Mn 1.92%, Ni 8.1%, Cr 18.2%, na usawa ni Fe. Ukubwa ni 200 mm×150 mm×15 mm, na muundo mdogo wa substrate umeonyeshwa kwenye Mchoro 1. Poda ya kufunika ni poda ya Ni ya kibiashara yenye usafi wa hali ya juu (wastani wa ukubwa wa chembe 100 nm, usafi 99.0%) na unga wa Al2O3 (wastani ukubwa wa chembe 2 μm, usafi 98.0%). Poda iliyochanganywa ilichanganywa katika grinder ya usawa ya QM-1 kwa kasi ya kusaga ya 250 r / min kwa h 6 ili kufanya poda iliyochanganywa sawasawa. Kabla ya kufunika, unga uliochanganywa uliwekwa kwenye tanuri ya kukausha utupu kwa 150 ° C kwa h 3 ili kuondoa unyevu. Kabla ya kufunikwa, uso wa substrate uling'olewa na sandpaper ya SiC na uso wa substrate ulisafishwa na asetoni ili kuondoa grisi. Sehemu ndogo ilipashwa joto hadi 300 ° C ili kupunguza mkazo wa joto unaosababishwa na upinde rangi mkubwa kati ya substrate na mipako. Ili kuhakikisha utulivu wa mipako ya mchanganyiko, ukandaji wa laser ulifanyika kwa kutumia poda iliyowekwa awali, na unene wa poda iliyowekwa awali ilikuwa 0.9 mm.

1.2 Maandalizi ya mipako
Vifaa vya kufunika hutumia mfumo wa utengenezaji wa akili wa laser JHL-1GX-2000 na nguvu ya juu ya 2 kW. Vigezo vya mchakato wa kufunika: nguvu ya leza ya 1.2 kW, kipenyo cha milimita 3, na kasi ya skanning ya 350 mm/min. Baada ya kufunika kukamilika, sampuli hupozwa kwa joto la kawaida. Sampuli hukatwa kwenye sehemu ya msalaba ya mipako ya mchanganyiko kwa kukata waya, na sampuli husafishwa kwa ethanoli isiyo na maji kwa kutumia kisafishaji cha ultrasonic kupata sampuli ya metallographic. Baada ya kusaga na polishing, sampuli ni etched kwa 25 s kwa kutumia ufumbuzi mchanganyiko yenye HCl (kiasi sehemu 75%) na HNO3 (kiasi sehemu 25%).

1.3 Mipako mofolojia na tabia ya awamu
Muundo mdogo wa substrate ulizingatiwa na darubini ya macho ya Eclipse MA200 (OM), na mofolojia ya mipako yenye mchanganyiko na uso wake wa kutu ilizingatiwa na darubini ya elektroni ya VEGA3 (SEM) yenye spectrometer ya kutawanya nishati (EDS), na nishati. uchambuzi wa wigo ulifanyika. Utungaji wa awamu ya mipako ya mchanganyiko ulichambuliwa na diffractometer ya X-ray ya multifunctional (XRD, voltage 40 kV, sasa 200 mA, angle ya diffraction 2θ ya 20 ° ~ 80 °).

1.4 Tabia ya utendaji wa mipako
Ugumu mdogo wa sehemu ya msalaba wa mipako ya mchanganyiko ulijaribiwa na mtihani wa ugumu wa HV 1000A, na uzito wa upakiaji wa 400 g na muda wa upakiaji wa 30 s. Umbali kati ya kila nafasi ya kipimo ulikuwa 0.1 mm. Kwa kundi sawa la sampuli, pointi 3 zilijaribiwa kwa umbali sawa kutoka kwa uso wa mipako, na thamani ya wastani ilichukuliwa.
Mipako ya mchanganyiko ilikuwa imefungwa na gundi ya kikaboni, ikitoa 1 mm2 ya uso, na sampuli ya kutu ilifanywa. Sampuli ya kutu iliwekwa katika 1 mol/L ya asidi hidrokloriki ya dilute na kuzamishwa katika kutu kwenye joto la kawaida kwa saa 5. Baada ya kuondoa bidhaa za kutu, ilipimwa, na kiwango cha kutu cha kupoteza uzito wa mipako ya mchanganyiko kilihesabiwa kwa kutumia kupoteza uzito wa kutu: VL = (m1- m0) / t.
Ambapo m1 ni wingi wa sampuli kabla ya kutu, m0 ni wingi wa sampuli baada ya kutu, na t ni wakati wa kutu. Kituo cha kazi cha kieletrokemikali cha Ametek Parstat 4000 kilitumika kupima mduara unaoweza kubadilika wa sampuli ya uso wa sampuli ya ulikaji wa mipako yenye mchanganyiko wa 1 mm2. Njia ya kutu ilikuwa 1 mol/L ya mmumunyo wa asidi hidrokloriki, elektrodi ya rejeleo ilikuwa elektrodi ya Ag/AgCl, elektrodi kisaidizi ilikuwa elektrodi ya Pt, na elektrodi inayofanya kazi ilikuwa sampuli ya kutu 1 mm2. Baada ya kuzamishwa kwa uwezekano wa mzunguko wa wazi kwa dakika 60, mtihani ulifanyika baada ya kuimarisha. Jaribio la polarization ya potentiodynamic ilifanywa katika anuwai ya -1.5 ~ 1.5 kwa kasi ya skanning ya 1 mV / s, na uwezekano wa kutu na msongamano wa sasa wa kutu wa mipako ya mchanganyiko iliwekwa.

2 Matokeo na majadiliano

2.1 Mipako ya morpholojia na uchambuzi wa awamu
Muundo mdogo wa sehemu ya msalaba wa mipako ya mchanganyiko wa Ni-25%Al2O3 umeonyeshwa kwenye Mchoro 2. Kama inavyoonekana kutoka kwenye Mchoro 2a, mipako yenye mchanganyiko ina muundo unaofanana, hakuna kasoro dhahiri kama vile vinyweleo na nyufa, na kuna sehemu ya wazi ya kuunganisha metallurgiska kati ya mipako ya mchanganyiko na substrate. Mipako ya mchanganyiko inaweza kugawanywa katika sehemu tatu: safu ya kufunika (CL), eneo la kuunganisha metallurgiska (MBZ) na eneo lililoathiriwa na joto (HAZ). Kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 2b, muundo ulio chini ya ukanda wa CL ni fuwele nzuri za seli. Kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 2c, katikati ya ukanda wa CL ni kioo cha safu na ukuaji wa mwelekeo. Kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 2d, muundo ulio juu ya ukanda wa CL ni fuwele laini zilizosawazishwa. Kwa kuwa boriti ya laser huchunguza poda kwa muda mfupi sana na hali ya joto hupungua haraka, mipako ya mchanganyiko huimarisha na kupoa haraka, na kutengeneza muundo wa sare na mzuri. Kulingana na nadharia ya uimarishaji, mofolojia ya muundo ulioimarishwa hubainishwa na kipengele cha uthabiti (G/R) cha kiolesura kigumu-kioevu, ambapo G ni kipenyo cha joto na R ni kiwango cha uimarishaji. Chini ya ukanda wa CL ni karibu na substrate, na kasi ya baridi ya haraka na kiwango kikubwa cha supercooling, na kutengeneza fuwele nzuri za seli. Wakati wa mchakato wa uimarishaji, kiwango cha kupoeza kinachoendana na kiolesura cha kuunganisha ndicho cha haraka zaidi, na kiwango cha ufuwele wa nafaka ndicho cha haraka zaidi. Kwa hiyo, fuwele za safu huzalishwa katikati ya ukanda wa CL kando ya mwelekeo perpendicular kwa interface, kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 2c. Kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 2d, sehemu ya juu ya ukanda wa CL inagusana na hewa, kasi ya kupoeza ni ya haraka, baridi ya chini ni kubwa, na kiwango cha kupoeza katika pande zote ni sawa, na kutoa fuwele nzuri za equiaxed. Wakati wa mchakato wa kuimarisha, viwango tofauti vya baridi husababisha microstructures tofauti. Kulingana na sifa za kuyeyuka na kukandishwa kwa kasi ya kifuniko cha laser, muundo wa mipako ya mchanganyiko husafishwa kwa kiasi kikubwa ikilinganishwa na substrate. Matokeo ya uchanganuzi wa uso wa EDS wa mipako ya mchanganyiko (Mchoro 2) yanaonyeshwa kwenye Mchoro 3. Kama inavyoonyeshwa katika Mchoro 3a~c, vipengele vya Fe na Cr vinasambazwa sawasawa katika mipako na sehemu ndogo, na Ni inasambazwa hasa katika ukanda wa CL. Vipengee vya Al na O (kama inavyoonyeshwa kwenye Kielelezo 3d na e, mtawaliwa) husambazwa hasa juu ya ukanda wa CL, kuthibitisha kwamba chembe za Al2O3 zinasambazwa hasa juu ya eneo la CL, na mipako yenye mchanganyiko inaundwa na chuma. safu na safu ya kauri. Ufunguo wa uundaji wa mipako ya mchanganyiko wa chuma-kauri ni utawanyiko wa Ni na Al2O3 katika poda, na tofauti katika kunyonya kwao kwa nishati ya laser. Laser yenye nishati nyingi inapochanganua unga wa mchanganyiko, unga huo na sehemu ndogo ya uso huyeyushwa papo hapo na joto la juu. Kwa kuwa kiwango cha kuyeyuka cha Al2O3 ni cha juu zaidi kuliko cha Ni, nishati nyingi ya laser inachukuliwa na poda ya Ni, na poda ya Ni inayeyuka kabisa. Sehemu ya poda ya Al2O3 inayeyuka kidogo, lakini Al2O3 inabaki katika fomu ya punjepunje. Baada ya leza yenye nishati nyingi kukagua unga, poda ya Ni na sehemu ndogo huyeyushwa kabisa na kutengeneza dimbwi la kuyeyuka. Upitishaji wenye nguvu huzalishwa katika bwawa la kuyeyuka, na chembe za Al2O3 hutawanywa sawasawa. Kwa kuwa wiani wa chembe za Al2O3 ni chini kuliko ile ya awamu ya chuma, husambazwa hasa juu ya mipako ya mchanganyiko (kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 4), na kutengeneza safu ya kauri. Misombo ya intermetallic inasambazwa katika mipako ya mchanganyiko ili kuunda safu ya chuma. Kwa kuwa Ni ina unyevunyevu mzuri na matrix ya chuma, eneo zuri la kuunganisha metallurgiska huundwa, na kufanya mipako ya mchanganyiko kuunganishwa kwa nguvu zaidi kwenye substrate.

Ili kuamua utungaji wa awamu ya mipako ya mchanganyiko wa Ni-25% Al2O3, mipako ya mchanganyiko ilichambuliwa na XRD. Matokeo yanaonyeshwa kwenye Mchoro wa 5. Awamu ya mipako ya mchanganyiko inaundwa hasa na ufumbuzi wa Al2O3, Fe-Ni, na Fe-Ni-Cr imara. Kwa kuwa radius ya atomiki ya Fe iko karibu sana na ile ya Cr na Ni, Fe itayeyuka na kusambaa chini ya miale ya laser yenye nishati nyingi, na kuunganishwa na Cr na Ni kuunda suluhu thabiti za Fe-Ni na Fe-Ni-Cr, ambazo zipo. kama austenite kwenye joto la juu na hubadilika kuwa martensite baada ya kupoa. Kuwepo kwa suluhu dhabiti za Fe-Ni na Fe-Ni-Cr kunaonyesha kuwa matrix na poda ya Ni imeyeyushwa kikamilifu, na Fe kwenye tumbo imetawanyika kikamilifu kwenye dimbwi la kuyeyuka. Kwa kuchanganya na uchambuzi wa SEM na EDS, inaweza kuonekana kuwa chembe za kauri za Al2O3 hazijayeyuka kabisa, na wengi wao bado wapo kwa namna ya chembe, ambayo inathibitisha zaidi kuwepo kwa awamu ya kauri ya Al2O3.

Muundo wa sehemu ya msalaba na uso wa mipako ya mchanganyiko wa Ni-x%Al2O3 umeonyeshwa kwenye Mchoro 6. Kama inavyoonyeshwa katika Mchoro 6a, c, e, na g, sehemu mtambuka za Ni, Ni-15%Al2O3, na. Mipako ya Ni-25%Al2O3 ni mnene na haina kasoro dhahiri. Chembe za Al2O3 huyeyushwa kidogo chini ya mnururisho wa laser yenye nguvu nyingi, ikionyesha muundo wa punjepunje wa rangi ya kijivu isiyo ya kawaida. Chembe za Al2O3 zilizoyeyuka kidogo huzalisha athari ya kupachika chini ya hatua ya kuunganisha ya ufumbuzi wa imara wa Fe-Ni na Fe-Ni-Cr, na imeunganishwa zaidi, na hivyo kuboresha athari ya kuunda ya mipako ya mchanganyiko. Kwa ongezeko la maudhui ya Al2O3, idadi ya chembe za Al2O3 katika mipako ya mchanganyiko huongezeka hatua kwa hatua. Katika sehemu ya msalaba ya mipako ya mchanganyiko wa Ni-35% Al2O3, pores zaidi zilipatikana, chembe za Al2O3 zimeunganishwa, na chembe za Al2O3 na misombo ya intermetallic zilizalisha pores, ambazo hazikuunganishwa kwa nguvu, ambayo ilisababisha kupunguzwa kwa urahisi. utendaji wa mipako ya mchanganyiko. Kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 6b, d, f, na h, hakuna kasoro dhahiri kwenye uso wa Ni, Ni-15%Al2O3, na Ni-25% Al2O3 ya mipako ya mchanganyiko, wakati kuna nyufa na matundu ya wazi kwenye uso wa Ni-35%Al2O3
mipako ya mchanganyiko. Nyufa hizo husababishwa hasa na mfadhaiko mwingi kutokana na mkusanyiko wa chembe za Al2O3 na usambazaji wa vipengele visivyo sawa. Kwa sababu ya sifa za kuyeyuka kwa kasi za mipako ya mchanganyiko, gesi inayotokana na mmenyuko wa vitu kama vile C na S na O haina wakati wa kutoroka, na hivyo kutengeneza pores. Kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 6, baada ya kuongeza kiasi kinachofaa cha Al2O3, uso wa mipako ya mchanganyiko ni mnene na hauna kasoro dhahiri; baada ya kuongeza Al2O3 nyingi, mipako yenye mchanganyiko inakabiliwa na kasoro kama vile pores na nyufa.

2.2 Uchambuzi wa ugumu mdogo
Curve ya mabadiliko ya ugumu mdogo wa sehemu ya msalaba wa mipako ya mchanganyiko wa Ni-x% Al2O3 kando ya mwelekeo wa kina imeonyeshwa kwenye Mchoro wa 7. Ugumu mdogo wa substrate ni kuhusu 164HV, na ugumu mdogo wa mipako ya mchanganyiko unaweza kufikia hadi 1026.3 HV. Ugumu mdogo ni kati ya 760HV na 1 026HV, ambayo ni mara 4 hadi 5 zaidi ya ile ya substrate. Kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 7, ugumu mdogo wa mipako ya mchanganyiko hupungua kwa kasi baada ya kuongezeka kwa hatua kwa hatua. Hii ni kwa sababu kuna kasoro fulani kwenye uso wa kina wa mipako ya mchanganyiko, na kusababisha ugumu wa chini wa uso; microstructure ndani ya mipako ya composite ni sare na nzuri, na kasoro chache, na kuna idadi kubwa ya awamu ngumu, na microhardness huongezeka kwa hatua; ugumu mdogo wa eneo karibu na substrate hupungua kwa kasi mpaka inakaribia ugumu wa substrate. Kwa ongezeko la maudhui ya Al2O3, ugumu mdogo wa mipako ya mchanganyiko huongezeka kwanza na kisha hupungua. Wakati sehemu ya molekuli ya Al2O3 ni 25%, ugumu mdogo wa mipako ya mchanganyiko hufikia thamani ya juu zaidi. Ugumu wa mipako ya mchanganyiko unahusiana na ubora wa uso wake na maudhui ya Al2O3. Ikichanganywa na morphology na uchambuzi wa awamu ya mipako ya mchanganyiko, sababu kuu ni: kwanza, mipako ya mchanganyiko wa laser hutoa kiwango kikubwa cha baridi wakati wa mchakato wa haraka wa baridi, na hivyo kusafisha microstructure ya mipako, kucheza nafasi nzuri ya kuimarisha nafaka. juu ya mipako ya mchanganyiko, na kuongeza kwa kiasi kikubwa ugumu wa mipako ya mchanganyiko; pili, ufumbuzi imara kuimarisha athari ya awamu ngumu Fe-Ni na Fe-Ni-Cr inaboresha microhardness ya mipako Composite. Ikiunganishwa na matokeo ya EDS (Mchoro 3), inaweza kuonekana kuwa maudhui ya Ni na Cr katika mipako ya mchanganyiko ni ya juu, na atomi za Fe kwenye tumbo iliyoyeyuka hupata uenezi wa kipengele katika mipako ya mchanganyiko. Ni na Cr huyeyushwa kwa urahisi katika Fe ili kuunda suluhisho ngumu ngumu; tatu, ugumu wa juu wa chembe za kauri za Al2O3 hutawanywa katika mipako ya mchanganyiko, ambayo inaboresha zaidi ugumu wa ugumu wa mipako ya mchanganyiko. Wakati sehemu ya molekuli ya Al2O3 inafikia 35%, kasoro kama vile pores na nyufa huonekana kwenye uso wa mipako ya mchanganyiko, ambayo hupunguza ugumu wa mipako ya mchanganyiko. Inaweza kuonekana kuwa uboreshaji wa ugumu mdogo wa Ni-x%Al2O3 (x≤25) wa mipako ya mchanganyiko hufaidika kutokana na athari za pamoja za uboreshaji wa nafaka, uimarishaji wa ufumbuzi imara na uimarishaji wa chembe.

2.3 Uchambuzi wa upinzani wa kutu wa mipako
Kiwango cha ulikaji cha kupoteza uzito wa mipako ya mchanganyiko wa Ni-x%Al2O3 baada ya kuzamishwa katika asidi hidrokloriki 1 mol/L kwa saa 5 imeonyeshwa kwenye Mchoro 8. Kama inavyoonekana kutoka kwenye Mchoro 8, pamoja na ongezeko la maudhui ya Al2O3, uzito. kiwango cha kutu cha hasara kinaonyesha mwelekeo wa kwanza kupungua na kisha kuongezeka, na upinzani wa kutu unaonyesha mwelekeo wa kuongezeka kwanza na kisha kudhoofika. Kiwango cha kutu cha kupoteza uzito cha mipako ya Ni-25%Al2O3 ndicho kidogo zaidi na upinzani wa kutu ndio bora zaidi. Curve ya mgawanyiko na data inayofaa ya mipako ya mchanganyiko wa Ni-x%Al2O3 imeonyeshwa kwenye Mchoro 9. Kama inavyoonekana kutoka kwenye Mchoro 9, miindo ya mgawanyiko ya mipako ya Ni-x%Al2O3 inafanana kwa umbo. Kwa kuongezeka kwa maudhui ya Al2O3, uwezekano wa kutu unaonyesha mwelekeo wa kuongezeka kwanza na kisha kupungua, na wiani wa sasa wa kutu unaonyesha mwelekeo wa kupungua kwanza na kisha kuongezeka. Mipako ya Ni-25%Al2O3 ina uwezo wa juu zaidi wa kutu na msongamano wa chini zaidi wa sasa wa kutu. Uwezo wa kutu unaonyesha tabia ya kutu ya nyenzo. Uwezekano mkubwa wa kutu wa mipako ya mchanganyiko, kuna uwezekano mdogo wa kuwa na kutu. Uzito wa sasa wa kutu na kiwango cha kutu huonyesha ubora wa upinzani wa kutu wa nyenzo. Kadiri wiani wa sasa wa kutu na kiwango cha kutu cha mipako ya mchanganyiko unavyopungua, ndivyo upinzani wa kutu wa mipako ya mchanganyiko unavyokuwa bora. Mtihani wa kutu wa kuzamishwa na data ya mtihani wa kielektroniki wa mipako ya mchanganyiko zinaonyesha kuwa wiani wa sasa wa kutu na kiwango cha kutu cha mipako ya Ni-25% Al2O3 ndio ndogo zaidi, na upinzani wa kutu ndio bora zaidi. Awamu ya kauri inayostahimili kutu ya Al2O3 na suluhu thabiti za Fe-Ni na Fe-Ni-Cr huongeza uwezekano wa kutu wa mipako yenye mchanganyiko. Mipako ya mchanganyiko wa Ni-25%Al2O3 ina tabia ndogo ya kutu na muundo wake mdogo ni sare zaidi na mnene; mipako ya mchanganyiko wa Ni-35%Al2O3 ina kasoro kama vile vinyweleo na nyufa, na kioevu babuzi ni rahisi kuvamia mambo ya ndani, ambayo huzidisha mchakato wa kutu.

Mofolojia ya uso wa ulikaji wa mipako yenye mchanganyiko wa Ni-x%Al2O3 iliyotumbukizwa katika mol/L ya asidi hidrokloriki iliyoyeyusha kwa saa 1 imeonyeshwa kwenye Mchoro 5. Kama inavyoonekana kutoka kwenye Mchoro 10a, uso wa mipako ya Ni umeharibika kwa ukali zaidi. eneo la kutu ni kubwa zaidi, na eneo linaloendelea la kutu yenye umbo la korongo lipo, na mashimo ya kutu yana kina zaidi na zaidi. Kama inavyoonekana kutoka kwa Mchoro 10b, kiwango cha kutu cha mipako ya Ni-10%Al15O2 kinapunguzwa, eneo la kutu limepunguzwa, eneo kubwa linaloendelea la kutu yenye umbo la korongo hupunguzwa, mashimo ya kutu ni ya kina, kutu. mashimo ni ndogo, lakini idadi ni kubwa. Mofolojia ya kutu ya mipako yenye mchanganyiko wa Ni-3%Al25O2 imeonyeshwa kwenye Mchoro 3c. Sehemu ndogo tu ya uso wa mipako ya mchanganyiko imeharibiwa, eneo la kutu yenye umbo la gully ni ndogo, mashimo ya kutu ni ndogo na idadi ni ndogo, na kiwango cha kutu kinapungua zaidi. Kama inavyoonekana kutoka kwa Mchoro 10d, kiwango cha kutu cha mipako ya Ni-10% Al35O2 kinazidishwa, eneo la kutu linaongezeka, eneo linaloendelea la eneo kubwa lenye umbo la gully linaongezeka, eneo la shimo la kutu ni kubwa, nambari ni zaidi, na upinzani wa kutu wa mipako ya mchanganyiko ni mbaya zaidi. Mofolojia ya kutu ya mipako ya mchanganyiko inaonyesha zaidi kwamba kwa kuongezeka kwa maudhui ya Al3O2, upinzani wa kutu wa mipako ya mchanganyiko unaonyesha mwenendo wa kwanza kuongezeka na kisha kudhoofika, kati ya ambayo upinzani wa kutu wa Ni-3% Al25O2 ni bora zaidi. . Hii ni kwa sababu uwezo wa kutu wa mipako yenye mchanganyiko huongezeka kwanza na kisha hupungua, tabia ya kutu hupungua kwanza na kisha huongezeka, wiani wa sasa wa kutu na kiwango cha kutu hupungua kwanza na kisha kuongezeka, na kusababisha kiwango cha kutu cha mipako ya mchanganyiko kwanza kupunguza na. kisha kuzidisha, na eneo la kutu ambapo shimo la shimo hupanuka na kuunda makorongo huongezeka kwanza na kisha hupungua.

Wakati mipako ya mchanganyiko inapoingizwa katika 1 mol / L kuondokana na asidi hidrokloriki, Cl- huharibu kwa urahisi filamu ya passivation ya uso, kioevu cha babuzi hugusa uso wa mipako ya mchanganyiko, na seli ya galvanic ya kutu huundwa, na mmenyuko wa electrochemical hutokea. Vipengele kama vile Fe, Cr, na Ni hupitia athari za oksidi kwenye anodi, hupoteza elektroni na kuyeyuka kuunda miunganisho isiyolipishwa, na H+ hupitia athari za kupunguza kwenye cathode ili kutoa H2 kutoroka, na kusababisha mashimo ya kutu kwenye uso wa kutu, na kusababisha mchanganyiko. mipako ili kuharibika zaidi. Kutokana na kuyeyuka kwa kasi na uimarishaji wa cladding laser, microstructure ya mipako ya composite ni nzuri zaidi kuliko ile ya substrate, na upinzani wa kutu wa muundo uliosafishwa una nguvu zaidi. Kwa hiyo, upinzani wa kutu wa mipako ya mchanganyiko wa Ni-x%Al2O3 inaboreshwa chini ya athari ya kuimarisha nafaka nzuri. Suluhu dhabiti za Fe-Ni na Fe-Cr-Ni hubandika kwa uthabiti chembe za Al2O3 kwenye mipako yenye mchanganyiko, hufunga kwa ufanisi chembe za Al2O3, na huzuia kioevu chenye ulikaji kuingia kwenye mipako ya mchanganyiko kupitia pores karibu na chembe za Al2O3. Suluhisho thabiti la kuimarisha athari huboresha ushikamano wa mipako ya mchanganyiko na kuimarisha upinzani wa kutu wa mipako ya mchanganyiko. Baada ya kuongeza kiasi kinachofaa cha Al2O3 kwenye mipako ya mchanganyiko, Al2O3 iliyoyeyuka kidogo inaweza kuzuia njia ya kutu na kupunguza eneo la kutu. Ongezeko la kiasi kinachofaa cha Al2O3 kinaweza kuchukua jukumu katika uimarishaji wa chembe ya mipako ya mchanganyiko. Wakati 35% ya sehemu ya molekuli ya Al2O3 inapoongezwa, kwa upande mmoja, nyongeza nyingi za Al2O3 husababisha idadi kubwa ya chembe zisiyeyushwe, na kuongeza njia ya kutu na idadi ya seli za galvanic za kutu. Kwa hiyo, upinzani wa kutu wa mipako ya mchanganyiko wa Ni-35%Al2O3 imepunguzwa. Kwa upande mwingine, baada ya kuongeza kwa kiasi kikubwa cha Al2O3, kuna idadi kubwa ya pores na nyufa katika mipako ya mchanganyiko, na kioevu cha babuzi kina uwezekano mkubwa wa kuingia ndani ya mipako ya mchanganyiko kupitia pores na nyufa, na hivyo kuongeza kasi ya kutu. kiwango, na kusababisha kupungua kwa upinzani wa kutu wa mipako ya mchanganyiko ya Ni-35%Al2O3. Kwa muhtasari, uboreshaji wa upinzani wa kutu wa mipako ya mchanganyiko ya Ni-x% Al2O3 (x≤25) ni matokeo ya athari ya pamoja ya uimarishaji wa nafaka nzuri, uimarishaji wa ufumbuzi imara na uimarishaji wa chembe.

Hitimisho la 3
Mipako ya ugumu wa hali ya juu na inayostahimili kutu ya Ni-x%Al2O3 ilitayarishwa juu ya uso wa chuma cha pua 304 kwa teknolojia ya kufunika leza. Athari za maudhui ya Al2O3 kwenye mofolojia, ugumu mdogo na upinzani wa kutu wa mipako ya mchanganyiko ilisomwa. Hitimisho kuu ni kama ifuatavyo.

1) Dhamana ya karibu ya metallurgiska huundwa kati ya mipako ya composite na substrate. Muundo mdogo wa mipako ya mchanganyiko unawasilishwa kama fuwele laini zilizosawazishwa, fuwele za safu ya mwelekeo na fuwele za seli kutoka kwa uso hadi ndani. Mipako ya mchanganyiko wa Ni-x%Al2O3 (x ≤ 25) ni sare na mnene bila kasoro dhahiri. Mipako ya Ni-35%Al2O3 ina kasoro kama vile vinyweleo na nyufa. Awamu kuu za mipako ya mchanganyiko wa Ni-25%Al2O3 inaundwa na suluhisho dhabiti za Al2O3, Fe-Ni, na Fe-Ni-Cr. Chembe za Al2O3 husambazwa hasa juu ya ukanda wa CL ili kuunda safu ya kauri. Misombo ya intermetallic inasambazwa sawasawa katika ukanda wa CL ili kuunda safu ya chuma. Chembe za Al2O3 zimefungwa kwa nguvu katika mipako ya mchanganyiko na misombo ya intermetallic.

2) Ugumu mdogo wa mipako ya mchanganyiko huongezeka kwanza na kisha hupungua kwa kasi kutoka kwa uso wa mipako hadi kwenye substrate. Kwa kuongezeka kwa maudhui ya Al2O3, ugumu mdogo wa mipako ya mchanganyiko huongezeka kwanza na kisha hupungua, kiwango cha kutu cha kupoteza uzito hupungua kwanza na kisha huongezeka, uwezekano wa kutu huongezeka kwanza na kisha hupungua, na wiani wa sasa wa kutu hupungua kwanza na kisha huongezeka. Mipako ya Ni-25%Al2O3 ina ugumu wa juu zaidi na upinzani bora wa kutu. Uboreshaji wa ugumu mdogo na upinzani wa kutu wa mipako ya mchanganyiko wa Ni-x%Al2O3 (x≤25) ni matokeo ya athari za pamoja za uimarishaji wa nafaka nzuri, uimarishaji wa ufumbuzi imara na uimarishaji wa chembe.