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粉末冶金技术2025年第04期:激光定向能量沉积高Cr低熔点镍基合金显微组织及抗高温熔盐腐蚀性能

来源:期刊VIP网 时间:


作者:李思勇;刘毅;何佳颖;皇志富;成应晋;坚永鑫;

单位:西安交通大学材料科学与工程学院;洛阳船舶材料研究所;

摘要:针对严苛高温服役工况下零件腐蚀磨损失效严重的问题,利用激光定向能量沉积(laser directed energy deposition,LDED)方法制备了含不同质量分数Cr的低熔点镍基合金,研究了Cr含量对合金组织性能与抗高温腐蚀性能的影响。采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、电子探针显微分析仪等对合金的显微组织进行分析,同时讨论了合金组织、硬度及抗高温熔盐腐蚀性能的内在联系。结果表明:激光定向能量沉积制备的高Cr低熔点镍基合金组织主要由γ-Ni、CrB和Cr_5B_3组成;随着Cr含量增加,合金中硼化物含量相应升高,且块状Cr_5B_3相逐渐向粗大条状转变,菊花状(γ-Ni+CrB)共晶相消失,出现层片状的(γ-Ni+Cr_5B_3)共晶相。合金的硬度随Cr含量不断升高,最高达到HV 360.8,主要源自基体相硬度的升高和硼化物硬质相含量的升高。与TP347H不锈钢相比,新型高Cr低熔点镍基合金的抗高温熔盐腐蚀性能更加优异,且随Cr含量增加,合金的抗高温腐蚀性能明显提高;其中含40%Cr的合金试样表现出最优抗腐蚀性能,比TP347H提高约15倍。在高温腐蚀过程中,合金表面形成致密的富Cr氧化膜,可有效阻碍腐蚀反应侵入;另一方面,Cr元素可发挥固硫作用,使得高Cr低熔点镍基合金表现出优异的抗高温熔盐腐蚀性能。

关键词:激光定向能量沉积;;高Cr低熔点镍基合金;;显微组织;;硬度;;高温熔盐腐蚀性能

基金资助:陕西省自然科学基础研究计划-重点项目(2025JC-QYXQ-020);; 中国博士后基金(2023M732752)