- 魏瑛康;罗甜甜;章文浩;王建勇;刘世锋;
作为高碳高合金钢，M2高速钢常被应用于切削工具领域，在高速切削极端工况下，高速钢表面与冷却液发生热-化学交互作用，常引发其腐蚀-磨损耦合失效。采用电子束粉末床熔融增材制造技术制备了M2高速钢，研究了输入能量密度对相对密度、显微组织及腐蚀行为的影响，并与铸锻M2高速钢对比分析了在质量分数3.5%NaCl溶液中的耐腐蚀性能。结果表明：电子束粉末床熔融成形M2高速钢晶粒尺寸细小（5～8μm），碳化物主要呈细小（<2μm）弥散分布，形状为近球形或短棒状，未发现铸锻M2钢中常见的粗大一次碳化物的存在；当能量密度为43.3 J·mm~(-3)时，电子束粉末床熔融成形M2高速钢的相对密度最高（99.8%），其在3.5%NaCl溶液中的腐蚀电流密度与电荷转移电阻分别为铸锻件的71.3%和123.7%，展现出更优异的耐腐蚀性能。
2025年04期 v.43;No.222 391-399+406页 [查看摘要][在线阅读][下载 1748K] - 丁瑞;张亮;吴文恒;
采用选区激光熔化技术制备了含不同质量分数稀土元素Ce(0、0.04%、0.14%、0.19%)的钴基合金，系统讨论了Ce元素对其抗高温氧化性能和耐蚀性的影响。通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪、高温氧化增重实验、电化学测试等分析了合金的微观形貌和物相组成，并研究了合金的氧化动力学行为、氧化膜形貌及合金耐蚀性能。结果表明，添加质量分数0.14%Ce的合金在900℃下抗氧化性能最佳，氧化增重量最低（100 h仅为0.179 mg·cm~(-2)），氧化膜晶粒明显细化且致密性显著提升，氧化膜主要由致密的Cr_2O_3层和最外层的尖晶石相CoCr_2O_4组成。电化学测试表明，添加Ce对合金耐蚀性的影响并不明确。
2025年04期 v.43;No.222 400-406页 [查看摘要][在线阅读][下载 1358K] - 王晓昕;敖敏;孙美慧;刘慧敏;
使用激光选区熔化技术（selective laser melting,SLM）制备TiC/Al Si10Mg复合材料，探索不同激光扫描速度对SLM-TiC/AlSi10Mg复合材料微观组织、力学和耐腐蚀性能的影响。结果表明，随着激光扫描速度（600、800、1000、1200 mm/s）的提高，材料内部缺陷逐渐降低，晶粒尺寸和均匀性得到明显的改善，TiC颗粒弥散分布特性得到显著提升。同时，SLMTi C/Al Si10Mg复合材料硬度从HV(121.1±2.0)提高至HV(132.5±2.0)。随着激光扫描速度的逐渐提高，SLM-TiC/AlSi10Mg复合材料的腐蚀电流密度从1.57×10~(-6) A·cm~(-2)降低至1.57×10~(-7) A·cm~(-2)，材料的耐腐蚀性能获得显著提升。
2025年04期 v.43;No.222 407-414页 [查看摘要][在线阅读][下载 1652K] - 丁瑶;王力;刘海龙;赵卫国;
为解决增材制造CoCrNi中熵合金非平衡凝固局部位错富集问题，利用背散射衍射仪和透射电子显微镜研究了激光粉末床熔融增材制造CoCrNi中熵合金的不同热处理显微组织，并通过电化学实验和X射线光电子能谱分析研究了显微组织与腐蚀行为、钝化膜特性的相互关系。结果表明，增材制造CoCrNi中熵合金具有明显的柱状晶组织和位错胞状结构，随着热处理温度由900℃提高至1200℃，位错胞状结构逐渐消失，逐渐发生回复再结晶，由增材制造快速凝固的柱状晶转变为等轴晶，晶粒尺寸减小，析出相逐渐粗化。经900℃热处理后，腐蚀电位最高，维钝电流密度和腐蚀电流密度最小，耐蚀性能最好；随着热处理温度提高至1050～1200℃，耐蚀性下降。
2025年04期 v.43;No.222 415-422页 [查看摘要][在线阅读][下载 1451K] - 张新奥;梁腾文;满成;崔洪芝;
为了提高304不锈钢工件的耐腐蚀和耐磨损性能，以Ni625和TC4粉末为原料，采用激光熔覆技术在304不锈钢基体上制备了4种不同Ni625/TC4质量比（3:1、5:1、7:1、9:1）的金属涂层，利用扫描电子显微镜和X射线衍射仪对涂层的显微组织形貌和物相组成进行表征，分别通过电化学测试和磨损实验研究了4种激光熔覆涂层的腐蚀行为和磨损行为。结果表明：4种激光熔覆涂层均由体心立方结构的Fe_3Ni_2和六方结构的TiFe_2以及Ni_3Ti组成，随着Ni625含量的增加，TiFe_2与Ni_3Ti相的含量逐渐减少。Ni625/TC4为3:1的涂层具有最佳耐磨性能，其磨损机制主要为磨粒磨损，随着Ni625含量的增加，涂层的磨损机制逐渐向氧化磨损转变。4种涂层在人工海水溶液中均表现出优异的钝化行为，随着Ni625含量的增加，涂层的钝化电流密度逐渐降低，其中Ni625/TC4为9:1的涂层具有最优的耐蚀性能。
2025年04期 v.43;No.222 423-431+443页 [查看摘要][在线阅读][下载 1625K] - 满成;王孟斐;李永;
熔池结构是激光增材制造的一个重要特征，同时也是引起选区激光熔化316L不锈钢垂直加工方向（XOY面）和平行加工方向（XOZ面）的组织结构和性能差异的重要原因。本文研究了熔池结构对选区激光熔化316L不锈钢腐蚀行为的作用机理，通过扫描电子显微镜、电子背散射衍射仪、透射电子显微镜等设备，从不同尺度探究XOY面和XOZ面上熔池结构的差异，并利用电化学测试和浸泡试验研究了XOY面和XOZ面的钝化行为和点蚀行为。结果表明，XOY面上熔池结构沿着加工路径连续分布，熔池内部存在等轴/近等轴胞状亚结构；XOZ面上的熔池结构呈现连续鱼鳞状，熔池内部的胞状结构具有明显的取向性。在0.5 mol/L H_2SO_4溶液中恒电位成膜后，XOY面钝化膜上氧空位缺陷密度更小，电化学阻抗值更大，Cr_2O_3相对含量更高，表现出比XOZ面具有更加优异的钝化行为；在酸性FeCl_3溶液中浸泡12 h后，XOZ面上的最大点蚀坑深度为447.4μm，约为XOY面的2倍，此外XOZ面圆形点蚀坑的边缘区域能够观察到点蚀坑延扇形熔池边界扩展的趋势。综合可知，XOY面上小尺寸的胞状亚结构促进钝化膜的生长，而XOZ面上的扇形熔池边界能够加速点蚀的扩展过程。
2025年04期 v.43;No.222 432-443页 [查看摘要][在线阅读][下载 1554K] - 高世阳;贺星;张咪娜;陈海达;周述东;王以珅;丁洁;
为提高铜镍合金的力学性能和耐蚀性能，利用机械合金化工艺在Cu Ni30基体粉末中引入质量分数0～3%Cr粉，并结合激光选区熔化成形技术制备相对密度高于98%的Cu Ni30-x Cr(x为质量分数，x=0,1%,2%,3%)铜镍块体合金。通过光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱仪，电化学工作站等研究了Cr质量分数对铜镍合金微观结构、力学性能及耐腐蚀性能的影响，并阐明Cr对合金力学性能的优化机理和对腐蚀行为的调控机制。研究表明：在激光熔化过程中，少量Cr元素会固溶到α-Cu相中，提高Cr含量会促进富Cr相的析出。Cr元素的添加提高了合金的力学性能和耐蚀性，随着Cr质量分数的增加，合金显微硬度由HV0.2 126提升至HV0.2 157；当Cr质量分数为3%时，合金自腐蚀电位由-0.238 V(Cu Ni30)正移至-0.210 V（参比电极为饱和甘汞电极），腐蚀电流密度从1.38×10~(-6) A·cm~(-2)降至7.72×10~(-7) A·cm~(-2)，降幅达44%。这是由于Cr元素的固溶强化与富Cr第二相的形成抑制了基体阳极溶解倾向，进而提高了合金的耐腐蚀性。
2025年04期 v.43;No.222 444-452页 [查看摘要][在线阅读][下载 1683K] - 李思勇;刘毅;何佳颖;皇志富;成应晋;坚永鑫;
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。
2025年04期 v.43;No.222 453-464页 [查看摘要][在线阅读][下载 2001K] - 陈煜水;刘景阳;闫培庆;彭铁旭;王超;贾长友;丛玉安;胡艳梓;李旭;方伟;
采用堆焊工艺制备X65/Inconel625双金属复合管，系统研究了各堆焊层的微观组织演变及成分分布特征，并通过ASTM G28 A法（硫酸铁–硫酸腐蚀实验）揭示了双金属复合管晶间腐蚀性能的影响规律。结果表明，Inconel625堆焊层呈现出典型的枝晶组织特征，在枝晶间存在大量析出相，越靠近熔合线，枝晶间析出相数量越多。堆焊层中析出相分为两种，一种是尺寸较小的颗粒状(Nb,Ti)C碳化物析出相，另一种是尺寸较大且形状不规则的块状M_6C或者Laves析出相。堆焊过程中，X65钢中的Fe元素会向堆焊层中扩散，Fe元素扩散到堆焊层中会稀释Inconel625中的其他元素，Fe质量分数的升高不仅会导致Ni、Cr含量下降，还会促进Nb、Mo在枝晶间偏聚，间接增加析出相数量，在析出相与周围基体之间形成宽度大概为1μm的贫Cr区。在硫酸铁–硫酸腐蚀实验中，腐蚀源于析出相界面贫Cr区的电化学溶解，此处形成腐蚀电池加速溶解，析出相脱落形成腐蚀坑，随着腐蚀进行，腐蚀坑之间相互连接从而形成更为严重的枝晶间腐蚀。腐蚀速率与Fe质量分数呈正相关（y=0.8+0.0385x，其中y为腐蚀速率，x为Fe元素质量分数）。
2025年04期 v.43;No.222 465-474页 [查看摘要][在线阅读][下载 1868K] - 王明轩;郭阳;魏金民;谭科华;郭筱瑛;
Fe Si Al(FSA)合金作为典型的磁性吸波材料，在海洋装备隐身防护领域展现出应用潜力，但其固有的低频阻抗失配与高电化学活性严重制约其实际工程应用。为此，采用空气/氩气等离子体改性技术处理片状FSA微粉，通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪和X射线光电子能谱表征其表面形貌与成分变化，结合电化学测试和矢量网络分析仪系统研究FSA微粉腐蚀行为与低频电磁波损耗性能的协同调控机制。结果表明：不同气氛下的等离子体处理并未显著改变FSA微粉成分，而主要影响其表面微观形貌。在空气气氛下处理的FSA(FSA-Air)微粉表面呈现出丰富的纤维状结构，而在氩气气氛下处理的FSA(FSA-Ar)微粉表面则主要为颗粒状结构。在5 mm厚度下，FSA-Air微粉的有效吸收带宽达到0.36 GHz(0.59～0.95 GHz)，最小反射损耗为–16.65 d B，显著优于未处理的FSA。此外，FSA-Air微粉的耐蚀性能也得到明显提升，腐蚀电流密度从7.25×10~(–6) A·cm~(–2)降低至1.85×10~(–6) A·cm~(–2)。
2025年04期 v.43;No.222 475-483页 [查看摘要][在线阅读][下载 1326K]