《表1 热处理对冷喷涂316L不锈钢沉积层硬度、弹性模量、孪晶晶界比例、孔隙率的影响[12]》

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《热处理在冷喷涂增材制造中的应用》

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冷喷涂技术广泛应用于制备耐腐蚀涂层[30]。因为材料的腐蚀总是从表面开始，只要改进材料表面的耐蚀性即可提高材料的整体性能。Sundararajan[12]等在低碳钢基体上冷喷涂316L不锈钢沉积层，分别在400℃、800℃和1100℃热处理1小时后于0.1 N HNO3水溶液中分别浸泡1小时和24小时，研究其电化学腐蚀行为，极化曲线如图4所示。低碳钢腐蚀电位为-0.54 V，316L不锈钢为0.19 V，冷喷涂316L沉积层为-0.25 V。虽然冷喷涂316L沉积层耐蚀性优于低碳钢，但明显低于316L不锈钢块体。经1100℃热处理后316L沉积层的腐蚀电位正移，接近块体316L不锈钢。主要原因是冷喷涂沉积层基于热处理过程中的原子扩散作用，贯穿涂层的孔隙部分愈合甚至消除，腐蚀介质无法穿过涂层到达界面与基体接触，故抗腐蚀性提高。外在表现为孔隙率降低，如表1所示，孔隙率降低到冷喷态的1/4。沉积层横截面刻蚀后的SEM图像如图5所示。图中A为孔洞，多在三颗粒交叉点处，B为相邻两颗粒之间的弱结合界面。随热处理温度增加，弱结合界面数量减少（对比图5（c，d））。冷喷涂制备的316L不锈钢沉积层腐蚀速率为低碳钢1/20，但比316L块体高近40倍，经热处理（1100℃）后其腐蚀速率降低到接近块体316L不锈钢。