镍基合金定向结构涂层的腐蚀行为研究

来源 :兰州理工大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:lilinchang0105
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研究采用火焰喷涂技术制备Ni60/WC复合预制涂层,之后采用感应重熔和强制冷却的方法制备了WC强化的Ni60/WC定向结构复合涂层。喷涂粉末为Ni60自熔性合金粉末和碳化钨粉末,分别以质量比100:0,19:1,9:1,8:2,7:3机械混合4 h配制。首先采用电化学测试和浸泡腐蚀实验研究了不同WC含量的定向结构涂层在10%H2SO4溶液中的耐蚀性能及机制,确定了耐蚀性能最佳的复合涂层的WC添加量。然后对最优WC添加量的涂层在不同浓度硫酸溶液中的耐腐蚀能力及腐蚀行为进行了研究。最后评估了涂层在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为。研究表明:在10%H2SO4溶液中,Ni60/10%WC定向结构复合涂层的腐蚀电流密度为1.34×10-6 A/cm2,约是Ni60、Ni60/5%WC、Ni60/20%WC和Ni60/30%WC涂层的1/21、1/11、1/2和1/3;Ni60/10%WC涂层的极化电阻高达9710.8Ω,较Ni60、Ni60/5%WC、Ni60/20%WC和Ni60/30%WC涂层分别高出了13、5、1.5和1.7倍。Ni60/10%WC涂层具有最小的腐蚀电流密度和最大的极化电阻,显示优良的耐蚀性能。浸泡腐蚀168 h后,Ni60涂层的腐蚀形式为点蚀和晶界腐蚀,Ni60/5%WC和Ni60/30%WC涂层以点蚀为主,Ni60/20%WC涂层则为晶内晶间腐蚀,而Ni60/10%WC涂层表面未见有明显腐蚀现象发生。对Ni60和Ni60/10%WC定向结构复合涂层分别在浓度为5%、20%、40%、60%、80%的H2SO4溶液中的腐蚀行为进行了对比研究。结果表明,两种涂层在各种浓度硫酸中均具有良好的耐腐蚀性能,但电化学测试表明,在同一浓度下,Ni60涂层的抗腐蚀性能皆不如Ni60/10%WC复合涂层。随着硫酸浓度增加,两种涂层的腐蚀电流密度先增加后减小,极化电阻先减小后增大,因此涂层耐蚀性能先降低后升高。当硫酸浓度为40%时,两种涂层耐蚀性能表现最差。Ni60和Ni60/10%WC涂层表面在氧化性酸(60%、80%H2SO4)中均形成了NiO保护膜,有效防止对涂层的腐蚀,提高了涂层耐蚀性能,WC添加使这种效果更加明显。在3.5%NaCl溶液中,Ni60涂层的腐蚀电位为-0.399 V,Ni60/10%WC复合涂层的腐蚀电位为-0.344 V;Ni60/10%WC复合涂层的腐蚀电流密度为5.567×10-7A/cm2,约是Ni60涂层的1/2;Ni60/10%WC复合涂层的极化电阻为74227.2Ω,约是Ni60涂层的5.6倍。表明Ni60/10%WC复合涂层的抗腐蚀能力优于Ni60涂层,WC添加显著提高了涂层的耐腐蚀性能。电化学测试和浸泡腐蚀后,涂层表面腐蚀形貌均表现出点蚀特征,说明两种涂层在NaCl溶液中均以点蚀为主。
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