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热处理对Fe基非晶涂层耐磨及耐腐蚀性能的影响

1006 编辑：中冶有色网来源：王海博,李春燕,王顺平,李金玲,寇生中

2024-04-02 15:17:04

非晶合金，也称金属玻璃(MG)，其原子排列具有长程无序、短程有序的结构特征由于非晶合金内部在三维空间呈拓扑无序状态，不存在成分偏析、夹杂物和第二相等晶体缺陷，具有比常规晶体更致密的无序堆积结构，因此具有一些明显优于晶态材料的力学、物理及化学性能，例如高强度、高硬度、优异的耐磨、耐腐蚀性能及磁学性能，已成为备受人们关注的新一代合金材料[1-5] 同时，非晶合金在电子技术、纳米技术、医用卫生领域及航空航天和海洋防腐领域具有广阔的应用前景 Fe基非晶合金由于具有低成本、高强度、高硬度和优异的耐磨、耐腐蚀性能等优势，为材料科研工作者的重点研究工作之一[6-8] 而将Fe基非晶粉末制备成涂层，是延长工业生产设备的使用寿命、提高海洋工程领域制造装备的耐磨、耐腐蚀性能等的可行方法超音速火焰喷涂(HVOF)作为一种热喷涂技术，于20世纪80年代兴起，多被用来制备防腐、耐磨合金涂层；因其在提高喷涂熔滴射流速度的同时，降低了原料颗粒由于过热引起的氧化等问题，所以制备的涂层孔隙率较低，涂层质量高[9-10] 非晶合金的形成条件要求冷却速率要达到105 K/s以上，而HVOF的冷却速率可以达到107 K/s左右，这足以满足非晶合金成形所需的冷却速度要求因此，HVOF作为制备Fe基非晶涂层优良技术之一，为Fe基非晶合金走向工业化和商业化提供了有利的条件[11-12] 随着HVOF制备Fe基非晶涂层技术的不断成熟，人们对制备高性能的Fe基非晶涂层提出了更高要求研究者发现，在Fe基非晶粉末中混入第二相颗粒可以改善涂层的性能，如在非晶粉末中混入WC或Al2O3颗粒可提高非晶涂层的耐腐蚀性能[13-14]；添加B4C颗粒可以提高非晶涂层的断裂韧性和耐磨性能[15]；加入316L SS颗粒可提高涂层的结合强度[16] 不同的增强颗粒对Fe基非晶涂层的性能影响是不同的如316L SS颗粒虽能增加Fe基非晶涂层的结合强度，但由于316L SS颗粒在热喷涂过程中具有强烈的氧化倾向，在 316L SS 相/基体界面形成了Fe3O4纳米粒子这些 Fe3O4纳米粒子导致涂层具有高电化学活性，使得涂层耐腐性能下降除了添加第二相颗粒增强的方法，热处理和低温循环处理的方式同样可以提高Fe基非晶涂层的性能[17-19] 通过热处理改善Fe基非晶涂层的方法虽已有一定的研究，但该方法

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