[发明专利]一种耐腐蚀铁基非晶合金涂层、制备方法及其应用

说明书

本发明涉及一种耐腐蚀铁基非晶合金涂层，其包含的成分为Fe、Cr、Mo、Ni、C、B和Y，各个成分的原子数配比依次：(46‑50)：(10‑12)：(10‑12)：(4‑6)、(13‑17)：(5‑7)：(1.8‑2.2)。本发明同时给出此种耐腐蚀铁基非晶合金涂层的制备方法，包括以下步骤：进行原料配比，利用真空熔炼炉熔炼得到铁基合金铸锭；将步骤S1获得的铁基非晶合金铸锭利用真空气雾化法制备获得铁基非晶合金粉末；将钢材基体表面进行洁净化清理、喷砂粗化和预热处理；钢材基体表面利用超音速火焰喷涂技术制备获得耐腐蚀铁基非晶合金涂层。本发明还给出此种耐腐蚀铁基非晶合金涂层的应用。

技术领域

本发明涉及非晶合金涂层及腐蚀防护领域，具体涉及一种耐腐蚀铁基非晶合金涂层、制备方法及其应用。

背景技术

海洋环境极其复杂，海水覆盖了地球表面的70％，涉海装备长期服役于恶劣的海洋环境中，无法避免的发生腐蚀破坏，严重影响涉海装备的可靠性和寿命，带来巨大的经济损失。探索出适用于更多涉海装备如船舶、石油管道等工作于复杂的海水环境中的耐腐蚀材料，进而延长涉海装备的使用寿命，以降低腐蚀问题带来的经济损失和安全问题，对于我国海洋工程领域发展至关重要。采用先进表面技术对材料表面进行局部改性是降低设备腐蚀速率、提高其安全可靠性的较为经济且行之有效的途径。

非晶合金，它与常规晶体金属不同，其具有长程无序而短程有序的独特原子排列结构。由于这种材料在结构上无晶界，位错和界面等缺陷，化学成分均匀，无成分波动、偏聚和偏析，所以腐蚀介质无缝可钻，因此具有优异的耐腐蚀性能。非晶合金是目前发现的强度、硬度和韧性最高的金属材料，但是非晶合金脆性极差。因此将三维块体的非晶合金与先进表面技术相结合制备成二维层状的非晶涂层，恰巧可以解决这一问题，突破非晶合金脆性问题，并可实现工业化大规模制备。

近年来，非晶合金涂层在海洋防腐领域中有着越来越广泛的应用，与传统材料相比，非晶合金材料在硬度、韧性、耐腐蚀、耐磨和使用寿命方面均有显著改善。但是材料成分体系设计不尽合理，制备工艺尚未完善，制备过程存在非晶合金涂层部分氧化，非晶合金涂层部分晶化，非晶合金涂层孔隙率高等问题，严重影响了非晶合金涂层综合力学性能和耐腐蚀性能。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种耐腐蚀铁基非晶合金涂层、制备方法及其应用，其目的在于，通过设计成分和调整工艺，制备出高非晶含量、低孔隙率、耐腐蚀性优异的非晶合金涂层，以解决海洋工程腐蚀问题。为实现上述目标，本发明采用如下的技术方案。

一种耐腐蚀铁基非晶合金涂层，其特征在于，其包含的成分为Fe、Cr、Mo、Ni、C、B和Y，各个成分的原子数配比依次：(46-50)：(10-12)：(10-12)：(4-6)、(13-17)：(5-7)：(1.8-2.2)。

进一步地，其包含的成分以及各个成分的原子百分数分别为：Fe：48％、Cr：12％、Mo：12％、Ni：5％、C：15％、B：6％、Y：2％。其非晶率达到98％以上。

本发明还包含一种耐腐蚀铁基非晶合金涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1进行原料配比，利用真空熔炼炉熔炼得到铁基合金铸锭；

S2将步骤S1获得的铁基非晶合金铸锭利用真空气雾化法制备获得铁基非晶合金粉末；

S3：将钢材基体表面进行洁净化清理、喷砂粗化和预热处理；

S4：在经过步骤S3处理的钢材基体表面利用超音速火焰喷涂技术制备获得耐腐蚀铁基非晶合金涂层。