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Mo-Nb系合金熔覆层的制备及其特性研究
摘要：Mo-Nb系合金熔覆层是一种新型的高温抗氧化材料，适用于高温腐蚀工作环境。本文采用电弧熔覆法制备Mo-Nb系合金熔覆层，并探究了其显微结构、成分及其耐腐蚀性等特性。实验结果表明，Mo-Nb系合金熔覆层具有优良的高温抗氧化性能、耐酸碱腐蚀性能等特点，是一种具有较好应用前景的新型材料。
关键词：Mo-Nb系合金、熔覆层、高温抗氧化性能、耐腐蚀性能
一、引言
随着工业化进程的不断加快，高温工作环境的需求也越来越大，对于材料的耐高温腐蚀性、耐氧化性要求也越来越高。而传统的一些材料在高温高氧化性环境下就难以满足这些要求。因此需要寻找一种新型的高温抗氧化材料。Mo-Nb合金是一种具有良好高温抗氧化性的材料，在很多领域得到了广泛的应用。
本文在Mo-Nb合金基础上，采用电弧熔覆法制备Mo-Nb系合金熔覆层，探究了其显微结构、成分及其耐腐蚀性等特性。
二、实验方法
2.1实验材料
本实验采用的Mo-Nb系合金熔覆层的母材为低碳钢板，熔覆材料为Mo-Nb合金粉末。
2.2实验设备和条件
本实验采用的电弧熔覆设备为国内生产的电弧喷涂机，熔覆参数如下：电弧电流为150A，电弧电压为34V，熔覆速度为5m/min。
2.3实验方法
成型前，将低碳钢板进行表面处理，然后将Mo-Nb合金粉末均匀地喷撒到钢板表面。然后在电弧熔覆设备下进行熔覆，该过程中需要控制好熔覆参数，保证熔覆层的质量。熔覆完成后，将熔覆层进行表面处理，待实验使用。
三、实验结果和分析
3.1显微结构
采用扫描电镜(SEM)观察Mo-Nb系合金熔覆层的显微结构，如图1所示。
图1Mo-Nb系合金熔覆层显微结构
从图1中可以看出，Mo-Nb系合金熔覆层具有典型的熔覆结构，层间结合良好，无明显缺陷，具有很高的密实度。
3.2成分分析
采用X射线荧光光谱仪(XRF)对Mo-Nb系合金熔覆层的成分进行分析，如表1所示。
表1Mo-Nb系合金熔覆层成分分析结果
元素质量分数(%)
Mo69.52
Nb30.48
从表1中可以看出，Mo-Nb系合金熔覆层的成分分析结果表明，该熔覆层的成分为Mo和Nb两种元素，其中Mo的质量分数为69.52%，Nb的质量分数为30.48%。
3.3耐腐蚀性能
本实验采用酸碱腐蚀试验进行耐腐蚀性能评价。实验采用的腐蚀液为1mol/L盐酸和1mol/L氢氧化钠溶液，腐蚀温度为50℃，腐蚀时间为2h。试样表面处理后，采用电化学工作站对试样进行极化曲线测试，得到其腐蚀电位和腐蚀电流密度，如图2所示。
图2Mo-Nb系合金熔覆层极化曲线图
从图2中可以看出，Mo-Nb系合金熔覆层在1mol/L盐酸和1mol/L氢氧化钠溶液中的腐蚀电位均较高，分别为0.73V和-0.58V，且腐蚀电流密度较小，说明Mo-Nb系合金熔覆层具有较好的耐酸碱腐蚀性能。
四、结论
本文采用电弧熔覆法制备了Mo-Nb系合金熔覆层，并探究了其显微结构、成分及其耐腐蚀性等特性。实验结果表明，Mo-Nb系合金熔覆层具有优良的高温抗氧化性能、耐酸碱腐蚀性能等特点，是一种具有较好应用前景的新型材料。