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我国拥有许多海洋钢铁设施,多数用的是低碳钢和低合金钢,然而其在海洋领域很容易受到严重腐蚀而失效。铝青铜(AB)具有良好的力学性能、耐蚀性以及耐海洋微生物附着能力,被广泛应用于海洋工程中,尤其是船舶的螺旋桨材料。但是由于价格相对昂贵,不能完全替代现今的钢材。有关研究也表明,铝青铜的腐蚀性能优于纯铜,更优于碳钢。所以可以用铝青铜对海洋用结构钢的表面进行激光熔覆改性,同时可以添加其他元素对铝青铜熔覆粉末进行改进。目前,国内外很少有在钢板上熔覆铜合金的研究,多数文献研究的是纯铜/钢的堆焊或异种焊的组织及性能,同时针对铜合金涂层的研究主要是对铜基自生复合材料体系的研究。很少有将铝青铜粉末作为熔覆材料的研究,针对界面出现的铜渗透现象也少有深入的研究。为此,本文采用铝青铜为基的粉末目的是对海洋用结构钢进行修复并提高其表面性能。通过球磨的方式混合了AB、AB(5%Ni)以及AB(5%Ni,5%Co)三种粉末,采用激光熔覆手段在Q235基板上制备涂层。通过OM、SEM、EDS、XRD手段观察了熔覆层组织,熔覆层上部是细小的等轴晶,中部是等轴晶和部分树枝晶,下部是粗大的树枝晶。同时在熔覆层组织中发现了“液相分离”现象,这是由于Cu元素与Fe元素溶解度很小,在高温下会发生分离,在较快的冷却速度下,凝固后的组织为富铜基体中镶嵌着富铁相,而在富铁相中由于过饱和脱溶,又会析出细小的富铜颗粒。在铝青铜熔覆层与碳钢基板界面处存在着渗透现象,设计了一组三因素两水平的正交试验,发现其对于激光功率最为敏感。本文对三种铝青铜熔覆层的硬度、摩擦磨损、电化学腐蚀性能进行了测试和分析。其中AB(5%Ni,5%Co)熔覆层获得了最佳的摩擦磨损及电化学腐蚀性能。添加(5%Ni),(5%Ni,5%Co)都对铝青铜熔覆层的硬度有一定提高。总的来说,三种熔覆层的摩擦系数都在0.55左右。AB熔覆层磨损机制为粘着磨损,AB(5%Ni)、AB(5%Ni,5%Co)两种熔覆层为磨粒磨损。添加Ni元素会提高铝青铜的耐腐蚀性,Ni会在Cu2O钝化膜中聚集,提高Cu2O钝化膜的稳定性;但添加了5%Ni后铝青铜熔覆层中组织更加的细小,反而会增加腐蚀的速率。添加(5%Ni,5%Co)后的铝青铜熔覆层腐蚀性能是最好的。这是因为:Ni元素与Co元素同时添加抑制了富铁相中富铜相的过饱和脱溶,也就使得原先的相有向均匀单一相转变的趋势。因此,不同相之间的电偶腐蚀倾向会减少,优先腐蚀通道减少,故腐蚀性能提高。