油气管道37Mn5钢表面激光熔覆CoCrW涂层的组织及腐蚀性能
2021-01-13王荣健梁金禄黄小玉石海信
王荣健,梁金禄,黄小玉,石海信
油气管道37Mn5钢表面激光熔覆CoCrW涂层的组织及腐蚀性能
王荣健,梁金禄,黄小玉,石海信
(北部湾大学 石油与化工学院,钦州 535011)
采用激光熔覆方法在油气管道37Mn5钢表面制备CoCrW涂层,研究涂层的微观组织和硬度,并采用质量浓度为3.5%的NaCl溶液分别对CoCrW涂层和37Mn5钢进行腐蚀测试。研究结果表明:在CoCrW涂层内形成了γ-Co与部分Cr7C3相。涂层和基体间形成具有冶金结合的良好界面。在涂层内形成了取向生长的枝晶,在熔覆组织中形成了分层结构的树枝晶。CoCrW涂层硬度均值为476 HV,与界面相距较近的区域硬度较低。涂层具有比基体更大的容抗弧,具备更优异的耐蚀性能。涂层可以对基体和腐蚀溶液起隔离作用,避免基体组织发生腐蚀。CoCrW涂层比37Mn5钢具有更高腐蚀电位和电阻率,分别为−1.137 V和20 208 Ω∙cm2,拥有比37Mn5钢基体更强的防腐能力。
激光熔覆;37Mn5钢;CoCrW涂层;显微组织;腐蚀性能
37Mn5钢是一种比316L不锈钢具有更优耐蚀性能,比304不锈钢具有更优拉伸强度与屈服性能的钢材,已被广泛应用于高压化工设备、高强度机械结构和桥梁支撑部件等[1−4]。但37Mn5钢的耐腐蚀性较差,在使用过程中受到外部介质腐蚀后会发生表面破坏,导致腐蚀速率进一步提高,从而缩短了部件的使用寿命[5−7]。依文献[8−10]报道可知,目前已有许多学者对提高37Mn5钢耐腐蚀性能开展了多方面的研究,结果发现将37Mn5钢升温到1 050 ℃进行3 h固溶再进行450 ℃时效后会发生硬质相析出的现象,由此获得更高的组织硬度。不过也需注意,这些硬质相具备更低的电位,使37Mn5钢发生更快腐蚀,从而减弱了耐蚀能力。……
