Cr-Ni zanglamaydigan po'latdan mukammal atrof-muhit korroziyaga chidamliligi bor va neft, kimyo sanoati, aerokosmik, dengiz muhandisligi va boshqalar sohalarida keng qo'llaniladi. Ular orasida 304 zanglamaydigan po'latdan yaxshi korroziyaga chidamlilik va issiqlikka chidamlilik mavjud va keng tarqalgan bo'lib qo'llaniladi. zamonaviy sanoat. Biroq, og'ir korroziv sanoat muhitida va noorganik kislotalar kabi kuchli ifloslangan atmosferalarda uning tanasi korroziyaga chidamliligi hali ham talablarga javob bera olmaydi va uning xizmat muddati sirt qoplamasini himoya qilish texnologiyasi bilan uzaytirilishi kerak. Bug 'birikishi, kimyoviy issiqlik bilan ishlov berish, elektrokaplama, termal püskürtme va lazer qoplamasi kabi zamonaviy sirt qoplama texnologiyalari material sirtlarining korroziyaga chidamliligini oshirishning muhim usullari hisoblanadi. Tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, bir xil va zich qoplamalar elektrokaplama va bug 'cho'ktirish texnikasi bilan tayyorlanishi mumkin va qoplamalar yuqori tozalik va boshqariladigan tarkibga ega. Meng va boshqalar. magniy qotishmasi yuzasida elektrokaplama yo'li bilan zich supergidrofobik Zn-Fe qoplamasini tayyorladi. Qoplama mukammal o'z-o'zini tozalash, aşınma qarshilik va korroziyaga chidamliligini ko'rsatdi. Magniy qotishma substrat bilan solishtirganda, qoplamaning korroziyaga chidamliligi 87% ga yaxshilandi. Shan va boshqalar. 316L zanglamaydigan po'latdan CrN va CrSiN qoplamalarini yotqizdi, bu sirt qattiqligini oshirdi, dengiz suvi korroziyaga chidamliligini va materialning tribologik xususiyatlarini yaxshiladi. Qoplamalar kimyoviy issiqlik bilan ishlov berish, termal püskürtme va boshqa usullar bilan tayyorlangan va sirt aniqligi va qalinligi nazorat qilinadigan, jarayon oddiy va oson ishlaydi. Xun Qingting va boshqalar. kimyoviy issiqlik bilan ishlov berish orqali GCr15 po'latining sirtini mustahkamladi va uning qattiqligi sezilarli darajada yaxshilandi va qotib qolgan qatlamning qalinligi 0.25 mm ga etdi. Liu va boshqalar. plazma purkash orqali Ag-BN qoplamalarini muvaffaqiyatli tayyorladi, bu qoplamalarning ishqalanish koeffitsientini pasaytirdi va ularning aşınma qarshiligini oshirdi.

Elektrokaplama va bug 'cho'ktirish texnologiyasi bilan tayyorlangan qoplamalar substrat va nozik qalinlik bilan zaif bog'lanish kuchiga ega. Termal buzadigan amallar qoplamasining yuzasi qo'pol va katta porozitega ega. Kimyoviy issiqlik bilan ishlov berish substrat materialiga yuqori talablarga ega va qoplamani uzoq muddatli ishlash talablariga javob berish qiyin. Boshqa sirtni qayta ishlash texnologiyalari bilan solishtirganda, lazerli qoplama texnologiyasi yuqori samaradorlik, past suyultirish va yaxshi metallurgik bog'lanishning afzalliklariga ega. Ko'pincha yuqori qattiqlik, kuchli aşınma qarshilik va korroziyaga chidamlilik bilan yuqori sifatli qoplamalarni tayyorlash uchun ishlatiladi, bu esa ishlov beriladigan qismning sirtini ta'mirlash va o'zgartirish maqsadiga erisha oladi.

Lazerli qoplama texnologiyasiOdatda qoplama materiallari sifatida metall kukuni, keramika kukuni va metall-keramika kompozit kukunidan foydalanadi. Metall kukuni substrat materiali bilan yaxshi namlanadi va yaqin metallurgiya aloqasini hosil qilish osonroq bo'ladi, shu bilan qoplamani shakllantirish jarayonini yaxshilaydi. Ouyang Changyao va boshqalar. lazer bilan qoplangan Stellite12 kobalt asosidagi kukun 304 zanglamaydigan po'latdan yasalgan va qoplamaning mikro tuzilishi, elementlarning taqsimlanishi, fazasi va xususiyatlarini o'rgangan. Natijalar shuni ko'rsatdiki, qoplama sirt sifati yaxshi va aniq nuqsonlar yo'q. U substrat bilan metallurgiya aloqasini yaratdi va korroziyaga chidamliligi substrat bilan solishtirganda sezilarli darajada yaxshilandi. Yang Wenbin va boshqalar. [23] ER8 g'ildirak po'latining yuzasida ikki xil temir va kobalt asosidagi metall qoplamalar tayyorladi. Qoplama yuzasi bir xil va zich bo'lib, yaxshi metallurgiya aloqasini hosil qildi. Ta'mirlangan g'ildirak po'lat namunalari yaxshi aşınma qarshilik va korroziyaga chidamliligini ko'rsatdi. Metallar bilan solishtirganda, keramika yuqori qattiqlikka ega, shuningdek, yaxshi aşınma qarshilik, korroziyaga chidamlilik, issiqlikka chidamlilik va yuqori haroratli oksidlanish qarshiligiga ega. Keramikaning elastik moduli va issiqlik kengayish koeffitsienti kabi fizik va kimyoviy xususiyatlari metallarnikidan ancha farq qilganligi sababli, qoplamani shakllantirish jarayonida yoriqlar va teshiklar kabi nuqsonlar osongina hosil bo'ladi va shu bilan qoplama va qoplama o'rtasidagi bog'lanish kuchiga ta'sir qiladi. substrat, natijada sirt sifati va ishlashi pasayadi. Vang Ran va boshqalar. Al2O3-ZrO2 keramik qoplamalarining yuqori mo'rtlik va oson yorilish kabi muammolarini ma'lum darajada substratni oldindan qizdirish orqali hal qildi. 300 ° C da oldindan qizdirilgandan so'ng, qoplamaning yorilish sezgirligi sezilarli darajada kamaydi, ammo yoriqlar hali ham mavjud edi. Tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, metall-keramika kompozit qoplamalaridan foydalanish keramik qoplamalar muammosini hal qilishi mumkin. Metal-keramika kompozit kukunlari metall kukunlarning qattiqligi va yaxshi qayta ishlanishi, shuningdek, keramik kukunli materiallarning yuqori qattiqligi, aşınma qarshiligi va korroziyaga chidamliligiga ega. Har xil turdagi metall va keramika kukunlarini tanlab, ikkalasining kompozitsion nisbatini sozlash orqali bir nechta nuqsonlar va yuqori bog'lanish kuchiga ega bo'lgan metall-keramika kompozit qoplamalarni tayyorlash mumkin. Qoplama strukturasidagi intermetalik birikmalar va eritilmagan keramik mustahkamlovchi zarralar kompozit qoplamaning o'ziga xos funktsiyalariga (masalan, korroziyaga chidamlilik, aşınma qarshilik, yuqori haroratli oksidlanish qarshiligi va boshqalar) yordam beradi. Keng tarqalgan ishlatiladigan metall-keramika kompozit kukunlari orasida WC, SiC va Al2O3 kabi keramika zarralari bilan mustahkamlangan Fe, Co va Ni asosli kompozit kukunlar mavjud bo'lib, ular yuqori qattiqlik, aşınmaya bardoshli va metall-keramika kompozit qoplamalarini tayyorlash uchun keng qo'llaniladi. kuchli korroziyaga qarshilik. Ular orasida Al2O3 keramika yuqori erish nuqtasi, yuqori qattiqlik, kichik termal kengayish koeffitsienti va kuchli jismoniy va kimyoviy barqarorlikka ega. Mahalliy va xorijiy olimlar Al2O3 keramik qoplamalar bo'yicha keng qamrovli tadqiqotlar o'tkazdilar. Natijalar shuni ko'rsatadiki, sof Al2O3 seramika qoplamalari katta porozlik va zaif bog'lanish kuchi kabi muammolarga ega. Zhou Jianzhong va boshqalar. lazer qoplamasi yordamida Al2O3 keramika bilan mustahkamlangan Fe901 metall-keramika kompozit qoplamalarini tayyorladi, bu qoplamaning qattiqligi va aşınma qarshiligini samarali oshirdi. Ni yaxshi süneklik va yaxshi bog'lovchi ta'sirga ega. Ni qo'shib, qoplamaning yotqizish samaradorligi va mexanik xususiyatlarini samarali ravishda yaxshilash mumkin va kompozit qoplamadagi Al2O3 zarralarini mahkamlash kuchini oshirish mumkin. Al2O3 bilan mustahkamlangan Ni asosli kompozit qoplama yuqori qattiqlik va bog'lanish kuchiga ega va yaxshi sirt himoya xususiyatlarini namoyish etadi. Hozirgi vaqtda Ni-Al2O3 kompozit qoplamasi bo'yicha tadqiqotlar asosan uning aşınma qarshiligi va tegishli mexanizmlarga qaratilgan bo'lib, qoplamaning korroziyaga chidamliligi haqida bir nechta hisobot mavjud. Ushbu maqolada, metall Ni ning yuqori kimyoviy barqarorligini Al2O3 ning yuqori qattiqlikni kuchaytirish effekti bilan birlashtirish, korroziya reaksiya tezligini sezilarli darajada kamaytirish va materialning sirt qattiqligini yaxshilash, shu bilan 304 zanglamaydigan po'latning korroziyaga chidamliligi va sirt qattiqligini oshirishning ikki tomonlama maqsadlariga erishish uchun lazer qoplama texnologiyasi yordamida zanglamaydigan po'lat yuzasiga Ni-Al2O3 metall keramik kompozit qoplamasini tayyorlash uchun oldindan o'rnatilgan kukun usuli qo'llaniladi.

1 Tajriba

1.1 materiallar
Lazer qoplamali substrat 304 zanglamaydigan po'latdir va uning kimyoviy tarkibi (massa ulushi bo'yicha): S 0.002%, P 0.042%, C 0.07%, Si 0.89%, Mn 1.92%, Ni 8.1%, Cr 18.2% va balansi Fe. Hajmi 200 mm × 150 mm × 15 mm, substratning mikro tuzilishi 1-rasmda ko'rsatilgan. Qoplama kukuni tijorat yuqori toza Ni kukuni (o'rtacha zarracha hajmi 100 nm, tozaligi 99.0%) va Al2O3 kukuni (o'rtacha). zarrachalar hajmi 2 mkm, tozaligi 98.0%). Aralashtirilgan kukun QM-1 gorizontal maydalagichda 250 rpm / min silliqlash tezligida 6 soat davomida aralashtiriladi, shunda kukun teng aralashadi. Qoplamadan oldin aralash kukun namlikni yo'qotish uchun 150 soat davomida 3 ° C haroratda vakuumli quritadigan pechga joylashtirildi. Qoplashdan oldin, substrat yuzasi SiC zımpara bilan silliqlangan va yog'ni olib tashlash uchun substrat yuzasi aseton bilan tozalangan. Substrat va qoplama o'rtasidagi katta harorat gradientidan kelib chiqadigan termal stressni kamaytirish uchun substrat 300 ° C ga oldindan qizdirildi. Kompozit qoplamaning barqarorligini ta'minlash uchun lazer qoplamasi oldindan o'rnatilgan kukun yordamida amalga oshirildi va oldindan o'rnatilgan kukunning qalinligi 0.9 mm.

1.2 Qoplamani tayyorlash
Qoplama uskunasi maksimal quvvati 1 kVt bo'lgan JHL-2000GX-2 lazerli aqlli ishlab chiqarish tizimidan foydalanadi. Qoplama jarayoni parametrlari: lazer quvvati 1.2 kVt, nuqta diametri 3 mm va skanerlash tezligi 350 mm/min. Qoplama tugagandan so'ng, namuna tabiiy ravishda xona haroratiga qadar sovutiladi. Namuna kompozit qoplamaning kesimi bo'ylab simni kesish orqali kesiladi va metallografik namunani olish uchun namuna ultratovushli tozalagich yordamida suvsiz etanolda tozalanadi. Namuna silliqlash va silliqlashdan so'ng, HCl (hajm ulushi 25%) va HNO75 (hajm ulushi 3%) dan iborat aralash eritma yordamida 25 soniya davomida o'yib tashlanadi.

1.3 Qoplamaning morfologiyasi va fazaviy xarakteristikasi
Substratning mikro tuzilishi Eclipse MA200 optik mikroskopi (OM), kompozit qoplamaning morfologiyasi va uning korroziya yuzasi energiya dispersiv spektrometri (EDS) va energiya bilan VEGA3 skanerlash elektron mikroskopi (SEM) tomonidan kuzatilgan. spektr tahlili o‘tkazildi. Kompozit qoplama fazasining tarkibi ko'p funktsiyali rentgen difraktometri (XRD, kuchlanish 40 kV, oqim 200 mA, 2 ° ~ 20 ° dan diffraktsiya burchagi 80th) tomonidan tahlil qilindi.

1.4 Qoplash ko'rsatkichlarining tavsifi
Kompozit qoplama kesimining mikroqattiqligi HV 1000A mikroqattiqlik tekshirgichi tomonidan sinovdan o'tkazildi, yuklash massasi 400 g va yuklash vaqti 30 s. Har bir o'lchov pozitsiyasi orasidagi masofa 0.1 mm edi. Xuddi shu guruh namunalari uchun qoplama yuzasidan bir xil masofada 3 ball sinovdan o'tkazildi va o'rtacha qiymat olinadi.
Kompozit qoplama organik elim bilan yopilgan, sirtning 1 mm2 qismini ochib tashlagan va korroziya namunasi qilingan. Korroziya namunasi 1 mol/l suyultirilgan xlorid kislotaga solingan va xona haroratida 5 soat davomida korroziyaga botirilgan. Korroziya mahsulotlarini olib tashlangandan so'ng, u tortildi va kompozit qoplamaning vazn yo'qotish korroziya tezligi korroziya vazn yo'qotishidan foydalanib hisoblandi: VL = (m1- m0) / t.
Bu erda m1 - korroziyadan oldingi namunaning massasi, m0 - korroziyadan keyingi namunaning massasi, t - korroziya vaqti. Ametek Parstat 4000 elektrokimyoviy ish stantsiyasi 1 mm2 kompozit qoplamali korroziya namunasi yuzasining potensiodinamik polarizatsiya egri chizig'ini sinash uchun ishlatilgan. Korroziya muhiti 1 mol/l suyultirilgan xlorid kislota eritmasi, mos yozuvlar elektrod Ag/AgCl elektrodi, yordamchi elektrod Pt elektrod, ishchi elektrod esa 1 mm2 korroziya namunasi edi. Ochiq elektron potentsialida 60 daqiqaga cho'mgandan so'ng, sinov stabilizatsiya qilingandan keyin o'tkazildi. Potentiodinamik polarizatsiya testi 1.5 mV / s skanerlash tezligida -1.5 ~ 1 oralig'ida amalga oshirildi va kompozit qoplamaning korroziya potentsiali va korroziya oqimining zichligi o'rnatildi.

2 Natijalar va muhokama

2.1 Qoplamaning morfologiyasi va fazaviy tahlili
Ni-25%Al2O3 kompozit qoplamasi kesimining mikro tuzilishi 2-rasmda ko'rsatilgan. Shakl 2a dan ko'rinib turibdiki, kompozit qoplama bir xil tuzilishga ega, gözenekler va yoriqlar kabi aniq nuqsonlar yo'q va kompozit qoplama va substrat o'rtasida aniq metallurgiya bog'lanish maydoni mavjud. Kompozit qoplamani uch qismga bo'lish mumkin: qoplama qatlami (CL), metallurgiya bog'lash zonasi (MBZ) va issiqlik ta'sir zonasi (HAZ). Shakl 2b da ko'rsatilganidek, CL zonasining pastki qismidagi struktura nozik hujayrali kristallardir. 2c-rasmda ko'rsatilganidek, CL zonasining markazi yo'nalishli o'sish bilan ustunli kristalldir. 2d-rasmda ko'rsatilganidek, CL zonasining yuqori qismidagi struktura nozik teng o'qli kristallardir. Lazer nurlari kukunni juda qisqa vaqt davomida skanerlashi va harorat tez tushishi sababli, kompozit qoplama tezda qotib qoladi va soviydi, nisbatan bir xil va nozik tuzilish hosil qiladi. Qattiqlashuv nazariyasiga ko'ra, qotib qolgan strukturaning morfologiyasi qattiq suyuqlik interfeysining barqarorlik omili (G / R) bilan belgilanadi, bu erda G - harorat gradienti va R - qotib qolish tezligi. CL zonasining pastki qismi substratga yaqin bo'lib, tez sovutish tezligi va katta darajada o'ta sovutish bilan nozik hujayrali kristallarni hosil qiladi. Qattiqlashuv jarayonida bog'lanish interfeysiga perpendikulyar sovutish tezligi eng tezdir va donning kristallanish tezligi eng tezdir. Shuning uchun, 2c-rasmda ko'rsatilganidek, CL zonasining markazida interfeysga perpendikulyar yo'nalish bo'ylab ustunli kristallar hosil bo'ladi. 2d-rasmda ko'rsatilganidek, CL zonasining yuqori qismi havo bilan aloqa qiladi, sovutish tezligi tez, past sovutish katta va barcha yo'nalishlarda sovutish tezligi bir xil bo'lib, nozik teng o'qli kristallar hosil qiladi. Qattiqlashuv jarayonida turli xil sovutish tezligi turli mikro tuzilmalarga olib keladi. Lazer qoplamasining tez erishi va qotib qolish xususiyatlariga asoslanib, kompozit qoplamaning tuzilishi substrat bilan solishtirganda sezilarli darajada tozalanadi. Kompozit qoplamaning EDS sirtini skanerlash tahlili natijalari (2-rasm) 3-rasmda ko'rsatilgan. 3a~c-rasmda ko'rsatilganidek, Fe va Cr elementlari qoplama va substratda bir tekis taqsimlanadi va Ni asosan CL zonasida taqsimlanadi. Al va O elementlari (mos ravishda 3d va e-rasmlarda ko'rsatilganidek) asosan CL zonasining yuqori qismida taqsimlanadi, bu Al2O3 zarralari asosan CL zonasining yuqori qismida taqsimlanganligini va kompozit qoplama metalldan iborat ekanligini isbotlaydi. qatlam va keramik qatlam. Metall-keramik kompozit qoplamalar hosil bo'lishining kaliti kukundagi Ni va Al2O3 ning dispersiyasi va ularning lazer energiyasini yutishdagi farqidir. Yuqori energiyali lazer kompozit kukunni skanerlaganda, kukun va substrat yuzasi bir zumda yuqori haroratda eritiladi. Al2O3 ning erish nuqtasi Ni dan yuqori bo'lgani uchun lazer energiyasining katta qismi Ni kukuni tomonidan so'riladi va Ni kukuni butunlay eriydi. Al2O3 kukunining bir qismi biroz eritiladi, lekin Al2O3 donador shaklda qoladi. Yuqori energiyali lazer kukunni skanerdan o'tkazgandan so'ng, Ni kukuni va substrat eritilgan hovuz hosil qilish uchun to'liq eritiladi. Eritilgan hovuzda kuchli konvektsiya hosil bo'ladi va Al2O3 zarralari teng ravishda tarqaladi. Al2O3 zarralarining zichligi metall fazadan past bo'lganligi sababli, ular asosan kompozit qoplamaning yuqori qismida taqsimlanadi (4-rasmda ko'rsatilganidek), keramik qatlam hosil qiladi. Intermetalik birikmalar metall qatlam hosil qilish uchun kompozit qoplamada taqsimlanadi. Ni metall matritsa bilan yaxshi namlanishga ega bo'lgani uchun, yaxshi metallurgik bog'lanish maydoni hosil bo'ladi, bu esa kompozit qoplamani substratga yanada mustahkam bog'laydi.

Ni-25%Al2O3 kompozit qoplamasining fazaviy tarkibini aniqlash uchun kompozit qoplama XRD tomonidan tahlil qilindi. Natijalar 5-rasmda keltirilgan. Kompozit qoplamaning fazasi asosan Al2O3, Fe-Ni va Fe-Ni-Cr qattiq eritmalaridan iborat. Fe ning atom radiusi Cr va Ni ga juda yaqin bo'lganligi sababli, Fe yuqori energiyali lazer nurlanishida eriydi va tarqaladi va Cr va Ni bilan birikib Fe-Ni va Fe-Ni-Cr qattiq eritmalarini hosil qiladi. yuqori haroratlarda ostenit sifatida va sovutgandan keyin martensitga aylanadi. Fe-Ni va Fe-Ni-Cr qattiq eritmalarining mavjudligi matritsa va Ni kukunining to'liq eritilganligini va matritsadagi Fe erigan hovuzga to'liq tarqalib ketganligini ko'rsatadi. SEM va EDS tahlillari bilan birgalikda, Al2O3 keramika zarralari to'liq erimaganligini va ularning aksariyati hali ham zarrachalar shaklida mavjudligini ko'rish mumkin, bu esa Al2O3 keramika fazasining mavjudligini yanada isbotlaydi.

Ni-x%Al2O3 kompozit qoplamasining ko'ndalang kesimi va sirt morfologiyasi 6-rasmda ko'rsatilgan. 6a, c, e va g rasmlarda ko'rsatilganidek, Ni, Ni-15% Al2O3 va Ni-25%Al2O3 kompozit qoplamalari zich va aniq nuqsonlarga ega emas. Al2O3 zarralari yuqori energiyali lazer nurlanishida biroz eriydi, ochiq kulrang tartibsiz donador tuzilishni ko'rsatadi. Bir oz eritilgan Al2O3 zarralari Fe-Ni va Fe-Ni-Cr qattiq eritmalarining bog'lanish ta'siri ostida pinning ta'sirini keltirib chiqaradi va yanada mustahkamroq birlashtiriladi va shu bilan kompozit qoplamaning shakllantiruvchi ta'sirini yaxshilaydi. Al2O3 tarkibining oshishi bilan kompozit qoplamadagi Al2O3 zarralari soni asta-sekin ortadi. Ni-35% Al2O3 kompozit qoplamasining ko'ndalang kesimida ko'proq gözenekler topildi, Al2O3 zarralari aglomeratsiyalandi, Al2O3 zarralari va intermetall birikmalar mustahkam birlashtirilmagan teshiklarni hosil qildi, bu esa osonlikcha qisqarishiga olib keldi. kompozit qoplamaning ishlashi. 6b, d, f va h rasmlarda ko'rsatilganidek, Ni, Ni-15%Al2O3 va Ni-25%Al2O3 kompozit qoplamalar yuzasida aniq nuqsonlar yo'q, sirtida esa aniq yoriqlar va teshiklar mavjud. Ni-35%Al2O3
kompozit qoplamalar. Yoriqlar, asosan, Al2O3 zarralarining aglomeratsiyasi va elementlarning notekis taqsimlanishi tufayli ortiqcha kuchlanish tufayli yuzaga keladi. Kompozit qoplamaning tez erish xususiyatlaridan kelib chiqqan holda, C va S kabi elementlarning O bilan reaksiyasi natijasida hosil bo'lgan gaz chiqib ketish uchun vaqtga ega emas, shuning uchun teshiklarni hosil qiladi. 6-rasmda ko'rsatilganidek, tegishli miqdorda Al2O3 qo'shgandan so'ng, kompozit qoplamaning yuzasi zich va aniq nuqsonlarga ega emas; ortiqcha Al2O3 qo'shgandan so'ng, kompozit qoplama teshiklar va yoriqlar kabi nuqsonlarga moyil bo'ladi.

2.2 Mikroqattiqlik tahlili
Chuqurlik yo'nalishi bo'yicha Ni-x%Al2O3 kompozit qoplamasi kesimining mikroqattiqligining o'zgarish egri chizig'i 7-rasmda ko'rsatilgan. Substratning mikroqattiqligi taxminan 164HV, kompozit qoplamaning mikroqattiqligi esa 1026.3 gacha yetishi mumkin. HV. Mikroqattiqlik 760HV va 1HV oralig'ida, bu substratdan 026-4 baravar yuqori. 5-rasmda ko'rsatilganidek, kompozit qoplamaning mikroqattiqligi asta-sekin o'sib borganidan keyin keskin kamayadi. Buning sababi shundaki, kompozit qoplamaning sayoz yuzasida ba'zi nuqsonlar mavjud bo'lib, natijada sirtning mikroqattiqligi past bo'ladi; kompozit qoplama ichidagi mikroyapı bir xil va nozik bo'lib, kam sonli nuqsonlarga ega va juda ko'p miqdordagi qattiq fazalar mavjud va mikroqattiqlik asta-sekin o'sib boradi; substratga yaqin joyning mikroqattiqligi substratning mikroqattiqligiga yaqinlashguncha keskin kamayadi. Al7O2 miqdori ortishi bilan kompozit qoplamaning mikroqattiqligi birinchi navbatda ortadi, keyin esa kamayadi. Al3O2 ning massa ulushi 3% bo'lsa, kompozit qoplamaning mikroqattiqligi eng yuqori qiymatga etadi. Kompozit qoplamaning qattiqligi uning sirt sifati va Al25O2 tarkibiga bog'liq. Kompozit qoplamaning morfologiyasi va fazaviy tahlili bilan birgalikda asosiy sabablar quyidagilardir: birinchidan, lazer qoplamasi kompozit qoplamasi tez sovutish jarayonida katta darajada past sovutish hosil qiladi va shu bilan qoplamaning mikro tuzilishini yaxshilaydi, nozik donni mustahkamlovchi rol o'ynaydi. kompozit qoplamada va kompozit qoplamaning mikroqattiqligini sezilarli darajada oshirish; ikkinchidan, Fe-Ni va Fe-Ni-Cr qattiq fazalarining qattiq eritma mustahkamlovchi ta'siri kompozit qoplamaning mikroqattiqligini yaxshilaydi. EDS natijalari bilan birgalikda (3-rasm), kompozit qoplamada Ni va Cr ning miqdori yuqori ekanligini va eritilgan matritsadagi Fe atomlari kompozit qoplamada element diffuziyasidan o'tishini ko'rish mumkin. Ni va Cr Feda oson eriydi va qattiq qattiq eritma hosil qiladi; uchinchidan, yuqori qattiqlikdagi Al3O2 keramika zarralari kompozit qoplamada tarqaladi, bu kompozit qoplamaning mikroqattiqligini yanada yaxshilaydi. Al3O2 ning massa ulushi 3% ga yetganda, kompozit qoplama yuzasida teshiklar va yoriqlar kabi nuqsonlar paydo bo'ladi, bu kompozit qoplamaning mikroqattiqligini kamaytiradi. Ko'rinib turibdiki, Ni-x% Al35O2 (x≤3) kompozit qoplamaning mikroqattiqligini yaxshilash donni tozalash, qattiq eritmani mustahkamlash va zarrachalarni mustahkamlashning birgalikdagi ta'siridan foyda keltiradi.

2.3 Qoplamaning korroziyaga chidamliligini tahlil qilish
Ni-x%Al2O3 kompozit qoplamasining 1 soat davomida 5 mol/l suyultirilgan xlorid kislotaga botirilgandan keyin vazn yo‘qotish korroziya tezligi 8-rasmda ko‘rsatilgan.8-rasmdan ko‘rinib turibdiki, Al2O3 miqdori ortishi bilan og‘irlik yo'qotish korroziya darajasi avval pasayish va keyin ortish tendentsiyasini ko'rsatadi va korroziyaga qarshilik birinchi navbatda ortib, keyin zaiflashish tendentsiyasini ko'rsatadi. Ni-25% Al2O3 kompozit qoplamasining vazn yo'qotish korroziya darajasi eng kichik va korroziyaga chidamliligi eng yaxshisidir. Ni-x%Al2O3 kompozit qoplamasining qutblanish egri chizig'i va o'rnatish ma'lumotlari 9-rasmda ko'rsatilgan. Al9O2 miqdori ortishi bilan korroziya potentsiali birinchi navbatda ortib, keyin pasayish tendentsiyasini ko'rsatadi va korroziya oqimi zichligi avval pasayish va keyin ortish tendentsiyasini ko'rsatadi. Ni-3% Al2O3 kompozit qoplamasi eng yuqori korroziya potentsialiga va eng past korroziya oqimi zichligiga ega. Korroziya potentsiali materialning korroziyaga moyilligini ko'rsatadi. Kompozit qoplamaning korroziya potentsiali qanchalik katta bo'lsa, uning korroziyaga tushish ehtimoli shunchalik kam bo'ladi. Korroziya oqimining zichligi va korroziya tezligi materialning korroziyaga chidamliligi sifatini ko'rsatadi. Kompozit qoplamaning korroziya oqimining zichligi va korroziya tezligi qanchalik kichik bo'lsa, kompozit qoplamaning korroziyaga chidamliligi shunchalik yaxshi bo'ladi. Kompozit qoplamaning immersion korroziya sinovi va elektrokimyoviy sinov moslamasi ma'lumotlari shuni ko'rsatadiki, Ni-25% Al2O3 kompozit qoplamasining korroziya oqimi zichligi va korroziya tezligi eng kichik va korroziyaga chidamliligi eng yaxshisidir. Al25O2 korroziyaga chidamli keramik faza va Fe-Ni va Fe-Ni-Cr qattiq eritmalari kompozit qoplamaning korroziya potentsialini oshiradi. Ni-3% Al2O3 kompozit qoplamasi kichikroq korroziyaga moyil bo'lib, uning mikro tuzilishi bir xil va zichroq; Ni-25% Al2O3 kompozit qoplamasida gözenekler va yoriqlar kabi nuqsonlar mavjud va korroziyali suyuqlik ichki qismga osonroq kirib boradi, bu esa korroziya jarayonini og'irlashtiradi.

2 mol/l suyultirilgan xlorid kislotaga 3 soat davomida botirilgan Ni-x%Al1O5 kompozit qoplamasining korroziya yuzasi morfologiyasi 10-rasmda ko‘rsatilgan. korroziya maydoni kattaroq va uzluksiz katta maydonli gulli shaklidagi korroziya maydoni aniq mavjud va korroziya chuqurlari chuqurroq va kattaroqdir. 10b-rasmdan ko'rinib turibdiki, Ni-10%Al15O2 kompozit qoplamasining korroziya darajasi pasayadi, korroziya maydoni kamayadi, doimiy katta maydonli jar shaklidagi korroziya maydoni kamayadi, korroziya chuqurlari sayoz, korroziya chuqurchalar kichik, lekin ularning soni katta. Ni-3%Al25O2 kompozit qoplamasining korroziya morfologiyasi 3c-rasmda ko'rsatilgan. Kompozit qoplama yuzasining faqat kichik bir qismi korroziyaga uchraydi, uzluksiz gulli shaklidagi korroziya maydoni kichikroq, korroziya chuqurlari kichikroq va soni kichikroq va korroziya darajasi yanada kamayadi. 10d-rasmdan ko'rinib turibdiki, Ni-10% Al35O2 kompozit qoplamasining korroziya darajasi og'irlashadi, korroziya maydoni ortadi, doimiy katta maydonli jar shaklidagi korroziya maydoni ko'payadi, korroziya chuqurining maydoni kattaroq, soni ko'proq va kompozit qoplamaning korroziyaga chidamliligi yomonroq. Bundan tashqari, kompozit qoplamaning korroziyaga qarshi morfologiyasi shuni ko'rsatadiki, Al3O2 tarkibining ortishi bilan kompozit qoplamaning korroziyaga chidamliligi birinchi navbatda ortib borishi va keyin zaiflashishi tendentsiyasini ko'rsatadi, ular orasida Ni-3% Al25O2 kompozit qoplamasining korroziyaga chidamliligi eng yaxshisidir. . Buning sababi shundaki, kompozit qoplamaning korroziya potentsiali birinchi navbatda ortadi, keyin esa pasayadi, korroziya tendentsiyasi avval zaiflashadi, keyin esa kuchayadi, korroziya oqimining zichligi va korroziya tezligi avval pasayadi va keyin ortadi, natijada kompozit qoplamaning korroziya darajasi birinchi navbatda kamayadi va keyin og'irlashadi va chuqurlik chuqurligi kengayib, jarliklar hosil qiladigan korroziya maydoni birinchi navbatda ortadi, keyin esa kamayadi.

Kompozit qoplama 1 mol / L suyultirilgan xlorid kislotaga botirilganda, Cl- sirt passivatsiya plyonkasini osongina yo'q qiladi, korroziy suyuqlik kompozit qoplamaning yuzasi bilan aloqa qiladi va korroziyali galvanik hujayra hosil bo'ladi va elektrokimyoviy reaktsiya paydo bo'ladi. Fe, Cr va Ni kabi elementlar anodda oksidlanish reaktsiyalariga uchraydi, elektronlarni yo'qotadi va erkin kationlar hosil qilish uchun eriydi va H + katodda H2 chiqishini hosil qilish uchun qaytarilish reaktsiyalarini o'tkazadi, natijada korroziya yuzasida korroziya chuqurlari paydo bo'ladi va kompozitsion hosil bo'ladi. qo'shimcha korroziyaga uchragan qoplama. Lazer qoplamasining tez erishi va qotib qolishi tufayli kompozit qoplamaning mikro tuzilishi substratdan ko'ra nozikroqdir va tozalangan strukturaning korroziyaga chidamliligi kuchliroqdir. Shuning uchun Ni-x% Al2O3 kompozit qoplamasining korroziyaga chidamliligi nozik donni mustahkamlash ta'sirida yaxshilanadi. Fe-Ni va Fe-Cr-Ni qattiq eritmalari kompozit qoplamada Al2O3 zarralarini mahkam bog'laydi, Al2O3 zarralarini samarali bog'laydi va korroziv suyuqlikning Al2O3 zarralari yaqinidagi teshiklar orqali kompozit qoplamaga kirishiga yo'l qo'ymaydi. Qattiq eritmani mustahkamlash effekti kompozit qoplamaning ixchamligini yaxshilaydi va kompozit qoplamaning korroziyaga chidamliligini mustahkamlaydi. Kompozit qoplamaga tegishli miqdorda Al2O3 qo'shgandan so'ng, mikro-erigan Al2O3 korroziya kanalini to'sib qo'yishi va korroziya maydonini kamaytirishi mumkin. Tegishli miqdorda Al2O3 qo'shilishi kompozit qoplamaning zarrachalarini mustahkamlashda rol o'ynashi mumkin. Al35O2 ning 3% massa ulushi qo'shilsa, bir tomondan, Al2O3 ning ortiqcha qo'shilishi ko'p miqdordagi zarrachalarning erimasligiga olib keladi, korroziya kanali va korroziya galvanik hujayralari soni ortadi. Shuning uchun Ni-35% Al2O3 kompozit qoplamasining korroziyaga chidamliligi kamayadi. Boshqa tomondan, Al2O3 haddan tashqari qo'shilgandan so'ng, kompozit qoplamada ko'p miqdordagi teshiklar va yoriqlar mavjud va korroziv suyuqlik kompozit qoplamaning teshiklari va yoriqlari orqali kirib borishi ehtimoli ko'proq bo'ladi va shu bilan korroziyani tezlashtiradi. tezligi, natijada Ni-35% Al2O3 kompozit qoplamasining korroziyaga chidamliligi pasayadi. Xulosa qilib aytganda, Ni-x%Al2O3 (x≤25) kompozit qoplamaning korroziyaga chidamliligini yaxshilash nozik donni mustahkamlash, qattiq eritmani mustahkamlash va zarrachalarni mustahkamlashning birgalikdagi ta'siri natijasidir.

3 ta natija
Yuqori qattiqlik va korroziyaga chidamli Ni-x%Al2O3 kompozit qoplamasi 304 zanglamaydigan po'latdan yasalgan sirtda lazerli qoplama texnologiyasi bilan tayyorlangan. Al2O3 tarkibining kompozit qoplamaning morfologiyasi, mikroqattiqligi va korroziyaga chidamliligiga ta'siri o'rganildi. Asosiy xulosalar quyidagilar.

1) Kompozit qoplama va substrat o'rtasida yaqin metallurgiya aloqasi hosil bo'ladi. Kompozit qoplamaning mikro tuzilishi nozik teng o'qli kristallar, yo'nalishli ustunli kristallar va sirtdan ichki qismga uyali kristallar sifatida taqdim etiladi. Ni-x%Al2O3 (x ≤ 25) kompozit qoplamasi aniq nuqsonlarsiz bir xil va zich. Ni-35%Al2O3 kompozit qoplamasida teshiklar va yoriqlar kabi nuqsonlar mavjud. Ni-25% Al2O3 kompozit qoplamasining asosiy bosqichlari Al2O3, Fe-Ni va Fe-Ni-Cr qattiq eritmalaridan iborat. Al2O3 zarralari asosan seramika qatlamini hosil qilish uchun CL zonasining yuqori qismida taqsimlanadi. Intermetalik birikmalar metall qatlam hosil qilish uchun CL zonasida teng ravishda taqsimlanadi. Al2O3 zarralari intermetalik birikmalar bilan kompozit qoplamaga mahkam bog'langan.

2) Kompozit qoplamaning mikroqattiqligi birinchi navbatda ortadi va keyin qoplama yuzasidan substratga keskin kamayadi. Al2O3 tarkibining oshishi bilan kompozit qoplamaning mikroqattiqligi birinchi navbatda ortadi va keyin pasayadi, vazn yo'qotish korroziya tezligi birinchi navbatda pasayadi va keyin ortadi, korroziya potentsiali birinchi navbatda ortadi, keyin esa pasayadi va korroziya oqimining zichligi birinchi bo'lib kamayadi va keyin ortadi. Ni-25%Al2O3 kompozit qoplamasi eng yuqori mikroqattiqlik va eng yaxshi korroziyaga chidamliligiga ega. Ni-x%Al2O3 (x≤25) kompozit qoplamaning mikroqattiqligi va korroziyaga chidamliligi yaxshilanishi nozik donni mustahkamlash, qattiq eritmani mustahkamlash va zarrachalarni mustahkamlashning birgalikdagi ta'siri natijasidir.