Al-Ni复合涂层的结合强度及耐蚀性能研究

目的 研究冷喷涂Al-Ni复合涂层的结合强度和耐蚀性能,尝试通过在Q345R钢材表面制备防护涂层的方法来改善Q345R钢的服役寿命.方法 采用冷喷涂技术在Q345R板材表面制备纯Al涂层和Al-Ni复合涂层,利用SEM观察、拉伸试验、腐蚀质量损失试验和EIS测试等技术,测试与分析涂层的结合强度和耐蚀性能,研究Ni粉的含量对涂层的孔隙率、显微组织、涂层–基体间结合强度和耐蚀性能的影响规律.结果 涂层与Q345R钢结合良好,在500倍电子显微镜下,界面处没有观察到明显的孔洞与裂纹.由于Ni颗粒的夯实作用,Al-Ni复合涂层的致密性有所提高.相比纯Al涂层,Al-10Ni复合涂层的界面结合强度有略微提升,断裂失效形式为典型的界面粘结断裂.Al-15Ni复合涂层的界面结合强度提升明显,其强度为31 MPa.腐蚀结果显示,纯Al涂层和Al-Ni复合涂层的腐蚀质量损失率较基体材料Q345R钢都明显降低,耐蚀性能有所提升.其中纯Al涂层的耐蚀性最好,腐蚀质量损失率为0.26 g/(cm2·a),而Q345R基体的腐蚀质量损失率为2.95 g/(cm2·a).结论 冷喷涂Al-Ni复合涂层与基体结合良好,其耐蚀性优于Q345R基体,可为基体提供保护作用,其中Ni颗粒的质量分数为15％时,涂层的结合强度和耐蚀性综合性能最好.