锆合金表面涂层耐高温高压动水腐蚀性能的研究

摘要：

目的 提高锆合金在高温高压环境中耐动水腐蚀性能.方法 利用多弧离子镀技术(MAIP)在Zr-4合金表面分别制备了Al2O3涂层和Cr/TiAlN复合涂层,利用磁控溅射技术(MS)在Zr-4合金表面制备了TiN涂层.通过堆外高压釜实验,对比研究了三种不同涂层的耐高温高压动水腐蚀性能,利用自动划痕仪检测膜基结合力,利用XRD分析涂层的物相成分,利用SEM观察涂层腐蚀前后的微观形貌,利用EDS对涂层元素种类与含量进行分析.结果 多弧离子镀技术制备的Al2O3涂层和Cr/TiAlN涂层致密度较高,但表面存在少量大颗粒与微孔洞;磁控溅射技术制备的TiN涂层均匀平整,表面大颗粒较少.Al2O3涂层、TiN涂层和Cr/TiAlN涂层可承受的临界载荷分别为26、16、26.5 N.在实验条件下,Cr/TiAlN涂层和TiN涂层表面均发生了剥落或腐蚀现象,且这两种试样表面均检测出大量的ZrO2,而Al2O3涂层几乎未被破坏,基体得到了充分防护.结论 利用多弧离子镀技术在Zr-4合金表面制备的Al2O3涂层和Cr/TiAlN涂层的膜基结合力较高,利用磁控溅射技术制备的TiN涂层的膜基结合性能较差,其中Al2O3涂层具备良好的耐腐蚀性能,在高温高压动水腐蚀环境中能够有效地保护锆合金基体.

关键词：Zr-4合金、Al2O3涂层、Cr/TiAlN涂层、TiN涂层、膜基结合力、耐腐蚀性能

所属期刊栏目：48

分类号：TG174.4(金属学与热处理)

资助基金：国家科技重大专项子课题2015ZX06004001-002;湖南省教育厅重点实验室创新平台开放基金16K076

在线出版日期：2019-10-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：204-210