刘 涛 田 芳 唐秋逸

河海大学机电工程学院

1 前言

非晶合金在强度上具有特殊的优势，其抗冲击性强，应用过程中的耐磨性较好，在高温环境相，也能保持良好的抗氧化性，另外其耐腐蚀效果优异，同时耐硫化、耐氯。有效研究非晶态合金的作用以及应用方式，可以更为清晰的确定其应用领域，保证其具备良好的防护作用，同时保证其良好的物理特性，相关研究对非晶合金的特性进行了判断，同时有效的分析了它的相关制作工艺。

将最低临界进行记录以后，可以分析出临界冷速0.1℃/s，将其厚度进行判断，厚度为100mm，这也使得非晶材料被广泛应用。

我国学者进行了关与铁基非晶态合金涂层研究，之后进行检测调研，最终看出了非晶态涂层变化，将H2SO4浓度的非晶态涂层钝化数据进行解读。通过对比调研后，可以看出铁基的良好耐腐蚀特征。进行熔覆技术解读，可以看出激光熔覆的使用特点，其冷热变化明显且快速。进行更深入的分析多层熔覆铁基，之后对非晶复合涂层制作，从而有效的分析涂层特点以及电化学腐蚀数据，期间将属性进行记录。

2 激光熔覆大厚度铁基非晶合金的电化学腐蚀研究准备

进行相应实验分析，通常的基本材料使用20G刚，将砂纸表面进行处理，期间并使用丙酮以及乙醇进行分析，做好一系列的去油清洗工作。研究熔覆材料的使用和变化，将其表达特征进行分析，之后使用砂纸完成打磨，打磨过程中需要准备好丙酮以及乙醇等材料[1]。

熔覆材料的具体成分变化较多，期间需要合理利用激光熔覆技术，将相应技术应用后完成对铁基非晶涂层的有效制备。期间需要将功率进行控制，合理使用1.6 kW～2.2 kW的CO2激光器，将器械进行调整，可以将扫描速率以及光斑直径进行记录测试。

熔覆面积多，道搭接的相应方式合理，搭接数据在这个试验过程实用性较高，使用过程中记录仪器参数，之后分析氩气特征。在这一实验中，做好惰性环境实验检测。在此之后进行多层熔覆变化分析，测试其厚度，最终数据为15mm[2]。

将相应的基材进行有效的准备，做好涂层测试以及无定型分析，将样品进行有效处理，通过水磨的方式完成对样本的有效修磨。在后续过程中使用酒精进行清洗，干燥处理以后，完成焊接以及密封。

在腐蚀之前，样品的工作表面用蒸馏水洗涤，用酒精脱脂并干燥，腐蚀测试中使用CHI600B 的分析仪进行试验，试验期间，进行三电机的电势操作扫描、研究电极属性，具有特点的电极就是铂电极，其电极具有良好的辅助特性，保证其应用标准性。做好参比电极分析，使用饱和甘汞进行电极参比，后续过程中，将电极进行研究，分析样频特性以及电解液特性，电解液为H2SO4溶液。将溶剂特点进行记录，溶剂被选做是蒸馏水，溶液则为浓硫酸，浓度被控制在98%。

在后续过程中，进行化学实验分析，研究样品的属性，使其被有效的浸没，之后分析极化曲线的测量方式，控制扫描速率。在室温下测量非晶涂层样品和基质样品的偏振曲线，然后分别在40、60°和80°C下测量非晶涂层的偏振曲线，它由超声波清洁器控制。

实验结束后，则应用XRD-3 分析样品涂层的特征，控制范围及角度，为20°～80°，使用EDS 观察并分析样品表面的微观形态，结构和化学成分。

3 激光熔覆大厚度铁基非晶合金的电化学腐蚀结果

3.1 铁基非晶合金非晶特征的表征

激光熔覆大厚度铁基非晶合金，扩展的衍射峰出现在约45°，尖锐结晶变化明显，分析涂层特征，可以看出其特征中包含了结晶以及非晶相。分析涂层准备状况，研究无定型材料的铁基融化状况，使得热量在基材中被有效的传递，分析冷却速率，将涂层厚度变化以及增厚过程进行有序的分析。基材的温度逐渐升高，基于铁水的非晶态材料的冷却速率降低，非晶相的形成效率降低。因此，涂层中更靠近基材的部分的比例形成非晶形相，可以看出涂层内存在较高含量的非晶相形。

3.2 铁基非晶合金极化曲线测试

非晶涂层和基材在不同温度下的极化曲线。当温度为20℃时，非晶涂层的自腐蚀电位高于基体，这表明在0.5mol/L H2SO4溶液中非晶涂层的耐蚀性优于基体。当温度升高时，非晶涂层的自腐蚀电位先升高然后降低。在60℃电位下，自腐蚀的电位最高。这表明铁基非晶物质在60℃时具有最高的耐腐蚀性。基于铁的非晶态，在5mol/L的H2SO4溶液中，腐蚀电流密度先降低，然后随温度升高而略有增加。

记录腐蚀电流的一些密度变化，温度逐渐变化，期间形成钝化膜，使得物质更为稳定，也将腐蚀过程以及腐蚀期间的反应进行有效的控制。腐蚀电流密度逐渐发生改变，在80℃的状态下，也能将钝化膜的溶解问题进行有效的分析。

非晶涂层特点明显，腐蚀电位变化明显，对其特征进行有效分析，可以看出基体属性，将其进行研究，观察腐蚀电流的密度变化，精准控制基体腐蚀速率，使得非晶涂层的腐蚀问题被更好的控制。将基体变化量级进行分析，可以准确看出基体的耐腐蚀效果。

观察XRD图，看出熔覆层的电化学腐蚀属性，记录衍射峰的变化以及位置迁移，可以看出熔覆层的变化和形成，从而对耐腐蚀属性内容进行控制，了解Cr2B 变化以及合金元素变化。元素之间的变化明显，B以及Cr之间的元素互相反应，之后进行弥漫扩散，它在固溶体中，发挥整体的到弥散强化特征，应用作用以及应用意义明显，也起到了控制腐蚀的整体功能。

观察非晶态涂层腐蚀前后的射线照片，涂层主要包含Cr0.19Fe0.7Ni0.11和Cr2B，实验期间需要观察衍射峰的位置和强度在电化学腐蚀前后的一系列变化方式，分析涂层的组成以及受到破坏的程度，表现出非晶涂层的优异抗腐蚀性能、耐腐蚀性。

Cr2B 是固相，是非晶态合金中元素B 和元素Cr 之间反应的结果，并分散在固溶体中，起到增强分散性和防止腐蚀的作用。铁和铬是电负性差异很大的过渡金属和准金属，它们易于结合形成中间化合物，并在抑制腐蚀的发展中起作用。

4 铁基非晶合金EDS分析

分析电化学特征以及合金的机体便后，从而更为精准的将其成份进行分析，这有助于研究基体状况，分析电化学腐蚀期间带来的相应影响。基体存在较为严重电化学腐蚀问题，分析腐蚀属性过程中，可以看出Cr元素表现出的良好耐腐蚀性特点，其耐腐蚀原理来自于表面的氧化膜，氧化膜价值较高，致密性强。在非晶态组分当中，Cr 元素逐渐变化，元素在被氧化期间，发生一定的反应，形成Cr2O3，表现出良好的致密性，钝化膜的出现也能做好侵蚀避免，通过氧化膜很好的完成隔离。从而堵塞了阳极，溶解过程导致金属的溶解速率显着降低，从而提高了非晶态合金的耐腐蚀性。

包覆层中Cr 元素的含量对包覆层的抗氧化性具有显着影响，并且更高含量的Cr元素可以形成更致密且更具保护性的氧化铬膜。Cr 含量越高，抗氧化性越高，氧化腐蚀的质量增益越低，反之亦然。晶体中存在诸如晶界、位错和偏析的缺陷。在腐蚀过程中，难以形成稳定的钝化膜，其中存在缺陷并且某些元素不均匀，因此它成为腐蚀的初始区域。

不统一其它的结晶合金，非晶态合金的缺点和不均匀特征被很好的补足，在这期间，也保持了钝化膜的均匀度，使得耐腐蚀性表现的更好，活性更好，从而使得能量稳定性良好，活性更好。分析侵蚀性物质特点，可以将钝态数据进行记录和控制，从中可以看出非晶态合金的综合耐腐蚀特性。

5 结论

在温度为20℃的常规环境下，激光覆熔技术被很好的应用，应用过程中，表现除了较好的X射线衍射图特征，其属性为非晶属性。后续过程中进行电化学实验，铁基非晶态合金的耐蚀性比母材好得多，腐蚀电流密度表明，基底的腐蚀速率较高，从中可以看出非晶涂层的良好抗腐蚀效果。随着温度的升高，非晶态铁基涂层在硫酸中的腐蚀电流密度先降低，之后逐渐增加，这是由于铁基非晶质材料含有大量的Cr元素，并且易于在非晶质涂层的表面上形成致密的钝化Cr2O3膜，做好了对腐蚀现象的有效抑制。