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激光功率对低碳钢表面激光熔覆钛合金涂层组织和性能的影响
被引量：
5
1
作者
高炜
俞宏英
+2 位作者
蒋旭洲
斯佳佳
孙冬柏
《表面技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第3期246-254,265,共10页
目的利用激光熔覆简便、高效的特点,在低碳钢表面开发低成本、短流程的耐蚀钛合金涂层,拓宽钛合金在海洋工程装备上的应用。方法选择球形纯钛粉末,采用同步送粉式激光熔覆技术在低碳钢表面制备一层薄的钛合金涂层。通过单色红外测温仪...
目的利用激光熔覆简便、高效的特点,在低碳钢表面开发低成本、短流程的耐蚀钛合金涂层,拓宽钛合金在海洋工程装备上的应用。方法选择球形纯钛粉末,采用同步送粉式激光熔覆技术在低碳钢表面制备一层薄的钛合金涂层。通过单色红外测温仪对熔池的温度变化进行监测。利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)等表征涂层的宏观形貌、微观形貌和相组成。借助万能试验机和维氏硬度计测试涂层的结合强度、剪切强度和硬度。使用电化学工作站在NaCl(质量分数3.5%)溶液中测试涂层的极化曲线和阻抗(EIS),以评价涂层的耐蚀性能。结果采用激光熔覆技术在低碳钢表面成功制备了一层薄的耐蚀钛合金涂层。激光功率的选择对在低碳钢表面制备性能良好的钛合金涂层至关重要。一方面,激光功率会影响熔池的温度演变,随着功率的降低,熔池的最高温度降低,熔池寿命缩短。通过引入粉末沉积密度(ρPDD)和单位面积有效能量输入(Eeff)进一步描述工艺参数与涂层质量之间的关系。结果表明,在ρPDD(0.009 g/mm^(2))不变的情况下,要获得表面质量良好的涂层,需要将E_(eff)控制在一定范围(45~54 J/mm^(2))内。另一方面,激光功率会影响铁元素的热扩散,功率的增大会导致涂层表面的铁元素增多。由于铁元素在熔覆过程中的剧烈扩散,涂层的平均硬度皆大于400HV,预期对涂层的耐磨性能有正面影响。受到粉末束流对熔池的搅动作用,界面处形成了TiFe和Fe_(2)Ti的混合区域,此时涂层的结合强度降低。通过调控功率来减少涂层表面的铁元素含量,有利于提高涂层的耐蚀性能,P10涂层表面铁元素的含量最少,其自腐蚀电位最正(-0.298 V),自腐蚀电流密度(1.117×10^(-7)A/cm^(2))最低,EIS结果也进一步证实P10涂层具有良好的耐蚀性。结论选择合适的激光功率可以在保证良好结合性能的同时,使熔覆层获得优异的耐蚀性。文中以激光熔覆方式在低碳钢表面制备了高性能的钛合金涂层,为钛合金在海洋工程装备上实现低成本、大面积应用奠定了基础。
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关键词
激光熔覆
钛合金涂层
低碳钢
结合强度
耐蚀性能
海洋应用
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职称材料
Zr_(2)TiCuNiBe高熵非晶合金的电化学腐蚀行为
被引量：
2
2
作者
钟鹏
石志强
+2 位作者
王彦芳
斯佳佳
何艳玲
《精密成形工程》
北大核心
2023年第5期139-147,共9页
目的设计一种具有高玻璃形成能力的高熵非晶合金,并探讨其电化学腐蚀行为。方法通过合金的原子尺寸差、混合熵、混合焓等经验参数规律,设计ZrxTiNiCuBe(x=1.5、2、2.5、3、3.5)合金,并采用铜模吸铸法制备直径为6 mm的样品。利用X射线衍...
目的设计一种具有高玻璃形成能力的高熵非晶合金,并探讨其电化学腐蚀行为。方法通过合金的原子尺寸差、混合熵、混合焓等经验参数规律,设计ZrxTiNiCuBe(x=1.5、2、2.5、3、3.5)合金,并采用铜模吸铸法制备直径为6 mm的样品。利用X射线衍射技术表征材料的结构,通过电化学工作站分析Zr_(2)TiNiCuBe高熵非晶合金在1 mol/L H_(2)SO_(4)、1 mol/L NaOH和3.5%(质量分数)NaCl这3种溶液中的电化学腐蚀行为,并研究溶液温度、晶化处理对合金在NaCl溶液中电化学腐蚀行为的影响。结果设计的Zr–Ti–Ni–Cu–Be合金均为单一的非晶结构,具有较强的玻璃形成能力。Zr_(2)TiNiCuBe高熵非晶合金在H_(2)SO_(4)、NaOH溶液中具有钝化行为,主要发生均匀腐蚀,在H_(2)SO_(4)溶液中的自腐蚀电流密度和维钝电流密度分别为6.42×10^(-8)、3.49×10^(-6)A/cm^(2),在NaOH溶液中的自腐蚀电流密度和维钝电流密度分别为1.59×10^(-7)、5.66×10^(-6)A/cm^(2)。在NaCl溶液中主要发生点蚀现象,自腐蚀电流密度和点蚀电位分别为7.26×10^(-8)A/cm^(2)和−0.103 V,具有较强的点蚀钝化能力。结论Zr_(2)TiCuNiBe高熵非晶合金在H_(2)SO_(4)、NaOH和NaCl溶液中均呈现出比304L不锈钢更优异的电化学腐蚀性能。
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关键词
高熵非晶合金
Zr_(2)TiCuNiBe
电化学腐蚀
H2SO4溶液
NAOH溶液
NACL溶液
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职称材料
题名
激光功率对低碳钢表面激光熔覆钛合金涂层组织和性能的影响
被引量：
5
1
作者
高炜
俞宏英
蒋旭洲
斯佳佳
孙冬柏
机构
中山大学材料学院
中山大学材料科学与工程学院
南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海)
出处
《表面技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第3期246-254,265,共10页
基金
广东省促进经济高质量发展专项资金海洋经济发展项目(GDOE[2019]A16)
南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海)创新团队建设项目(311020012)。
文摘
目的利用激光熔覆简便、高效的特点,在低碳钢表面开发低成本、短流程的耐蚀钛合金涂层,拓宽钛合金在海洋工程装备上的应用。方法选择球形纯钛粉末,采用同步送粉式激光熔覆技术在低碳钢表面制备一层薄的钛合金涂层。通过单色红外测温仪对熔池的温度变化进行监测。利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)等表征涂层的宏观形貌、微观形貌和相组成。借助万能试验机和维氏硬度计测试涂层的结合强度、剪切强度和硬度。使用电化学工作站在NaCl(质量分数3.5%)溶液中测试涂层的极化曲线和阻抗(EIS),以评价涂层的耐蚀性能。结果采用激光熔覆技术在低碳钢表面成功制备了一层薄的耐蚀钛合金涂层。激光功率的选择对在低碳钢表面制备性能良好的钛合金涂层至关重要。一方面,激光功率会影响熔池的温度演变,随着功率的降低,熔池的最高温度降低,熔池寿命缩短。通过引入粉末沉积密度(ρPDD)和单位面积有效能量输入(Eeff)进一步描述工艺参数与涂层质量之间的关系。结果表明,在ρPDD(0.009 g/mm^(2))不变的情况下,要获得表面质量良好的涂层,需要将E_(eff)控制在一定范围(45~54 J/mm^(2))内。另一方面,激光功率会影响铁元素的热扩散,功率的增大会导致涂层表面的铁元素增多。由于铁元素在熔覆过程中的剧烈扩散,涂层的平均硬度皆大于400HV,预期对涂层的耐磨性能有正面影响。受到粉末束流对熔池的搅动作用,界面处形成了TiFe和Fe_(2)Ti的混合区域,此时涂层的结合强度降低。通过调控功率来减少涂层表面的铁元素含量,有利于提高涂层的耐蚀性能,P10涂层表面铁元素的含量最少,其自腐蚀电位最正(-0.298 V),自腐蚀电流密度(1.117×10^(-7)A/cm^(2))最低,EIS结果也进一步证实P10涂层具有良好的耐蚀性。结论选择合适的激光功率可以在保证良好结合性能的同时,使熔覆层获得优异的耐蚀性。文中以激光熔覆方式在低碳钢表面制备了高性能的钛合金涂层,为钛合金在海洋工程装备上实现低成本、大面积应用奠定了基础。
关键词
激光熔覆
钛合金涂层
低碳钢
结合强度
耐蚀性能
海洋应用
Keywords
laser cladding
titanium alloy coating
low carbon steel
adhesive strength
corrosion resistance
marine application
分类号
TG174.4 [金属学及工艺—金属表面处理]
TG665 [金属学及工艺—金属切削加工及机床]
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职称材料
题名
Zr_(2)TiCuNiBe高熵非晶合金的电化学腐蚀行为
被引量：
2
2
作者
钟鹏
石志强
王彦芳
斯佳佳
何艳玲
机构
中国石油大学(华东)理学院
中国石油大学(华东)材料科学与工程学院
出处
《精密成形工程》
北大核心
2023年第5期139-147,共9页
基金
山东省自然科学基金(ZR2019MEM032)。
文摘
目的设计一种具有高玻璃形成能力的高熵非晶合金,并探讨其电化学腐蚀行为。方法通过合金的原子尺寸差、混合熵、混合焓等经验参数规律,设计ZrxTiNiCuBe(x=1.5、2、2.5、3、3.5)合金,并采用铜模吸铸法制备直径为6 mm的样品。利用X射线衍射技术表征材料的结构,通过电化学工作站分析Zr_(2)TiNiCuBe高熵非晶合金在1 mol/L H_(2)SO_(4)、1 mol/L NaOH和3.5%(质量分数)NaCl这3种溶液中的电化学腐蚀行为,并研究溶液温度、晶化处理对合金在NaCl溶液中电化学腐蚀行为的影响。结果设计的Zr–Ti–Ni–Cu–Be合金均为单一的非晶结构,具有较强的玻璃形成能力。Zr_(2)TiNiCuBe高熵非晶合金在H_(2)SO_(4)、NaOH溶液中具有钝化行为,主要发生均匀腐蚀,在H_(2)SO_(4)溶液中的自腐蚀电流密度和维钝电流密度分别为6.42×10^(-8)、3.49×10^(-6)A/cm^(2),在NaOH溶液中的自腐蚀电流密度和维钝电流密度分别为1.59×10^(-7)、5.66×10^(-6)A/cm^(2)。在NaCl溶液中主要发生点蚀现象,自腐蚀电流密度和点蚀电位分别为7.26×10^(-8)A/cm^(2)和−0.103 V,具有较强的点蚀钝化能力。结论Zr_(2)TiCuNiBe高熵非晶合金在H_(2)SO_(4)、NaOH和NaCl溶液中均呈现出比304L不锈钢更优异的电化学腐蚀性能。
关键词
高熵非晶合金
Zr_(2)TiCuNiBe
电化学腐蚀
H2SO4溶液
NAOH溶液
NACL溶液
Keywords
high-entropy metallic glass
Zr_(2)TiCuNiBe
electrochemical corrosion
H_(2)SO_(4)solution
NaOH solution
NaCl solution
分类号
TG139.8 [一般工业技术—材料科学与工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
激光功率对低碳钢表面激光熔覆钛合金涂层组织和性能的影响
高炜
俞宏英
蒋旭洲
斯佳佳
孙冬柏
《表面技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
5
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
Zr_(2)TiCuNiBe高熵非晶合金的电化学腐蚀行为
钟鹏
石志强
王彦芳
斯佳佳
何艳玲
《精密成形工程》
北大核心
2023
2
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