激光功率對FeCoNiCrMo高熵合金/氧化石墨烯復合涂層組織及耐腐蝕性能的影響

趙子碩， 武美萍， 繆小進， 崔 宸， 龔玉玲

(江南大學 機械工程學院, 江蘇 無錫 214122)

17-4PH不銹鋼是能源、航空航天和石油化工領域的常用材料[1-2]，其力學性能優異[3]，被廣泛用于制造汽輪機葉片。然而，17-4PH不銹鋼的耐腐蝕性和硬度不足，導致汽輪機葉片頻繁發生水蝕[4-5]。目前可采用釬焊[6]、電鍍[7]、熱噴涂[8]、物理氣相沉積[9]和化學氣相沉積[10]等方法在鋼材上制備保護涂層來提高其耐腐蝕性，但通過上述方法制備的涂層與基體的結合性相對較差[11]。

近年來，隨著激光技術的飛速發展，激光熔覆技術已廣泛應用于制備組織均勻致密、耐腐蝕性能優異的復合材料涂層[12]。與其它表面強化技術相比，激光熔覆具有涂層與基體冶金結合良好、熱影響區小、冷卻速率高、稀釋比低等優點[13]。此外，可通過加入增強相進一步提升激光熔覆涂層的性能[14-16]，Liu等[17]利用激光熔覆技術在不銹鋼表面制備了組織致密均勻的Cr/Ni基涂層，與基體相比，涂層具有較高的正腐蝕電位、較低的電流密度和較高的電化學阻抗，這大大抑制了腐蝕反應，提高了耐蝕性。Huang等[18]通過激光熔覆技術制備了Fe37.5Cr27.5C12B13Mo10非晶涂層，涂層因成分均勻性的提高和可促進涂層表面鈍化膜的形成和自修復的Cr、Mo的加入而具有優異的耐蝕性。

當激光熔覆涂層由含有氧化石墨烯(GO)[19]、(Fe，Cr)23(C,B)6、(Fe，Cr)3(C,B)、TiC、TiB2等增強相的復合材料制成時，增強相雖可提高硬度和耐蝕性，但會降低韌性和塑性，導致涂層可加工性差，裂紋敏感性高。而激光熔覆工藝快熱快冷的特性會產生巨大的殘余拉應力，將進一步加劇裂紋敏感性問題，在使用中可能造成嚴重的應力腐蝕損傷[20]。……