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：张静; 单磊^*; 苏晓磊; 李金龙; 董敏鹏

来源：表面技术, 2018, 47(12): 198-204.

DOI：10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2018.12.027

• Cr/CrN涂层
• 基体
• 海水环境
• 耐磨蚀
• 摩擦
• 电化学

目的讨论海水环境下不同基体材料对Cr/Cr N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/Cr N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/Cr N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2.9950×10-5 mm3/(N·m),均小于316L基体涂层的平均摩擦系数(0.36)和磨损率(4.9895×10-5mm3/(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。

• 单位
  中国科学院宁波材料技术与工程研究所; 西安工程大学; 浙江纺织服装职业技术学院