基体材料对Cr/CrN多层涂层在海水环境中磨蚀性能的影响

• 作者: 单磊 张静 李金龙 苏晓磊 董敏鹏
• 来源期刊: 表面技术
• 学科: 工学
• 关键词: Cr/CrN涂层 基体 海水环境 耐磨蚀 摩擦 电化学
• 年，卷（期）: 2018,（12）
• 所属期刊栏目: 表面失效及防护
• 页码范围: 198-204
• 页数: 7页
• 分类号: TG174.2|TH117.1
• 语种: 中文
• DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2018.12.027

摘要

目的 讨论海水环境下不同基体材料对Cr/CrN交替的多层复合涂层磨蚀性能的影响,为海水环境下耐磨蚀材料基体的选择和应用提供参考.方法 采用多弧离子镀技术在316L不锈钢和TC4钛合金基体上沉积Cr/CrN多层复合涂层,通过XRD、SEM等技术对涂层材料的微观结构进行表征,通过硬度测试、结合力测试、电化学分析、摩擦磨损试验等技术对涂层材料的力学性能、电化学性能以及摩擦学性能进行分析,比较不同基体对Cr/CrN多层涂层在海水环境中磨蚀性能的影响.结果 以TC4钛合金为基体的Cr/CrN多层涂层的硬度为1727.2HV0.3,虽略小于以316L不锈钢为基体的涂层硬度(2241.5HV0.3),但其在膜-基结合力、海水环境下电化学性能和摩擦学性能等方面均优于以316L不锈钢为基体的涂层.结合力测试中,以TC4为基体的多层涂层初始裂纹出现在31 N,扩展裂纹出现在42 N,大于316L基体涂层的22 N和35 N.电化学测试中TC4基体涂层的腐蚀电位为-0.20 V,大于316L基体涂层的腐蚀电位(-0.21 V).海水环境下TC4基体涂层的平均摩擦系数和磨损率分别为0.35和2.9950×10-5mm3/(N·m),均小于316 L基体涂层的平均摩擦系数(0.36)和磨损率(4.9895×10-5 mm3/(N·m)).结论 TC4钛合金更适合作为海水环境用Cr/CrN多层涂层耐磨蚀材料的基体材料.