纳米颗粒增强Ni基复合镀渗层的腐蚀与冲蚀性能研究

摘要

采用复合镀渗工艺,对316L不锈钢表面刷镀的两种纳米陶瓷颗粒(非晶纳米SiO2(n-SiO2)和纳米SiC(n-SiC)颗粒)增强的复合镀层进行双辉Ni-Cr-Mo-Cu多元共渗处理,成功地在316L不锈钢表面制备了纳米颗粒增强Ni基合金层。利用XRD、SEM和TEM对两种复合镀渗层的微观组织进行观察,采用极化曲线、电化学阻抗谱(EIS)和冲刷腐蚀试验对两种复合镀渗层的耐蚀性和耐冲蚀性能进行研究。对两种颗粒增强的复合镀渗层的微观组织分析结果表明:在双辉多元共渗工艺(1000℃)条件下,电刷镀含n-SiO2颗粒的复合镀渗层中的SiO2颗粒仍保持非晶态;而电刷镀含n-SiC颗粒的复合镀渗层中的SiC颗粒已完全分解并与基体合金元素发生反应,导致在晶内析出三元硅化物Cr6.5Ni2.5Si和沿晶界析出碳化物Cr23C6。在3.5%NaCl(质量分数,下同)溶液中的电化学腐蚀实验结果表明:SiO2颗粒增强的复合镀渗层存在明显的钝化区,点蚀电位和维钝电流密度与Ni基合金渗层的十分接近,而电刷镀含SiC颗粒增强的复合镀渗层处于活化状态,但其耐蚀性能仍略强于不锈钢;两种复合镀渗层的EIS图谱均呈现单容抗弧特征,与Ni基合金渗层相比,SiO2颗粒增强的复合镀渗层的容抗弧幅值略微减少,而SiC颗粒增强的复合层的容抗弧幅值明显下降,但仍略高于316L不锈钢。在液/固两相流(10%HCl+10%石英砂)条件下的冲刷腐蚀实验结果表明:SiO2颗粒增强的复合镀渗层具有最佳的耐冲蚀性能,而316L不锈钢的耐冲蚀性能最差。