CN115976507A - 一种抗晶间腐蚀的硼氮强化金属涂层及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抗晶间腐蚀的硼氮强化金属涂层及其制备方法，该金属涂层添加一定量的Cr元素，从而保证金属涂层优异的耐蚀性能；考虑单一C元素提高金属涂层硬度的局限性，本发明中额外添加了B、N元素，通过TiB2硼化物和ε‑(Fe，Cr)2N1‑x、Cr2N、CrN等氮化物的复合强化作用，提高金属涂层的硬度；添加Ti、Nb等稳定化元素，通过其较高的亲和力在熔覆过程中生成碳化铌或碳化钛，阻碍碳化铬的生成，进而制约了贫铬区的形成，达到了预防晶间腐蚀情况的目的。该涂层应用于服役环境恶劣的轴类零件，通过对零件表面改性，使其兼具优异耐腐蚀性能和高硬度特点。
Description
技术领域
本发明属于金属材料技术领域，具体涉及一种抗晶间腐蚀的硼氮强化金属涂层及其制备方法。
背景技术
煤矿行业中的液压支架、海洋平台立柱等轴类构件需要与配合面进行摩擦，因此需要金属涂层具有足够的硬度，以抵抗其由于摩擦磨损而导致的失效，且因目前工程实际中通常采用表面改性来提高上述结构件的服役性能。丝材激光熔覆技术凭借其成本低、材料利用率高等优势，成为上述结构件表面改性的最理想的技术。但此类轴类零件长期服役于恶劣的工况环境，环境湿度较大并含有大量SO2、H2S等复杂腐蚀介质，在部分腐蚀介质中极可能会发生晶间腐蚀，其中不锈钢金属涂层晶粒基体、晶界以及晶间化合物能够形成微电池效应，该效应能够导致晶粒间丧失结合力，这种腐蚀不同与其它腐蚀种类，这种腐蚀是有选择性的腐蚀破坏，它与一般的选择性腐蚀不同之处是在于这种晶间腐蚀的是在显微尺度上的，由于晶粒表面和内部间化学成分的差异以及晶界杂质或内应力的存在。晶间腐蚀破坏晶粒间的结合，沿着金属晶粒间的分界面向内部扩展的腐蚀，大大降低金属的机械强度。且腐蚀发生后金属和合金的表面仍保持一定的金属光泽，看不出被破坏的迹象，但晶粒间结合力显著减弱，力学性能恶化,当受到应力作用时，即会沿晶界断裂、强度几乎完全消失严重影响了零部件的正常服役。导致整个轴类构件的报废失效，严重危害设备运行安全。
通过丝材激光熔覆技术在液压支架表面制备金属涂层式，为实现金属涂层具有较高的硬度和耐蚀性能，要求对金属涂层的化学成分精确控制，导致制备过程的工艺窗口狭窄，同时丝材成分设计受其丝材拉拔工艺性能的限制，成分设计局限度大，部分抗晶间腐蚀元素难以添加进去。使得在实际使用过程中，不锈钢金属涂层会出现晶间腐蚀的风险，使得其制备出来的金属涂层难以满足现有服役环境恶劣轴类的需求。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种抗晶间腐蚀的硼氮强化金属涂层及其制备方法，以解决现有技术中丝材激光熔覆技术难以满足服役要求，晶间腐蚀易于破坏晶粒间的结合。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种抗晶间腐蚀的硼氮强化金属涂层，以质量分数计，包括C：0.15-0.18％、Si：0.20-0.40％、Mn：0.3-0.6％、Cr：18.50-19.7％、Ni：1.50-2.0％、Mo：1.1-1.60％、Ti：0.50-1.00％、Nb：0.50-0.75％、N：0.30-0.45％和B：0.20-0.70％，余量为Fe；
所述金属涂层的表面硬度为47-52HRC；
所述硼氮强化金属涂层中含有硼化物、氮化物、碳化铌和碳化钛。
本发明的进一步改进在于：
优选的，所述金属涂层采用硫酸-硫酸铁法测量的C法腐蚀率≤1.0mm/a。
优选的，所述金属涂层通过金属药芯焊丝进行激光熔覆后制得，所述金属药芯焊丝由焊皮和金属药芯粉末组成，金属药芯粉末被焊皮包裹；金属药芯粉末沿焊皮的长度方向设置。
优选的，当焊皮为430不锈钢钢带时，金属药芯粉末的组成为：C：0.50-0.60wt.％、Si：1.00-1.50wt.％、Mn：1.50-2.00wt.％、Cr：24.00-26.00wt.％、Ni：5.00-6.00wt.％、Mo：4.00-5.00wt.％、Nb：2.00-2.50wt.％、Ti：1.50-2.00wt.％、N：1.00-1.50wt.％、B：3.0-4.0wt.％，余量为Fe。
优选的，当焊皮为410不锈钢钢带时，金属药芯粉末的组成为：C：0.50-0.60wt.％、Si：0.90-1.40wt.％、Mn：1.50-2.00wt.％、Cr：34.50-38.00wt.％、Ni：5.30-6.30wt.％、Mo：4.00-5.00wt.％、Nb：2.00-2.50wt.％、Ti：1.50-2.00wt.％、N：1.00-1.50wt.％、B：3.0-4.0wt.％、余量为Fe。
优选的，所述金属药芯焊丝的填充率为30wt.％-33wt.％。
优选的，所述金属药芯焊丝的直径为1.0-1.2mm。
种抗晶间腐蚀的硼氮强化金属涂层的制备方法，所述硼氮强化金属涂层通过金属药芯焊丝进行激光熔覆后在支架上制得，所述金属药芯焊丝由焊皮和金属药芯粉末组成，金属药芯粉末被焊皮包裹。
优选的，所述金属药芯焊丝的制备过程为：按照目标金属药芯粉末称量并排至，将金属药芯粉末被焊皮包裹后制得金属药芯焊丝。
优选的，所述金属药芯焊丝通过拉拔制得。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明公开了一种抗晶间腐蚀的硼氮强化金属涂层，该金属涂层添加一定量的Cr元素，从而保证金属涂层优异的耐蚀性能；考虑单一C元素提高金属涂层硬度的局限性，本发明中额外添加了B、N元素，通过TiB2硼化物和ε-(Fe，Cr)2N1-x、Cr2N、CrN等氮化物的复合强化作用，提高金属涂层的硬度；添加Ti、Nb等稳定化元素，通过其较高的亲和力在熔覆过程中生成碳化铌或碳化钛，阻碍碳化铬的生成，进而制约了贫铬区的形成，达到了预防晶间腐蚀情况的目的。该涂层应用于服役环境恶劣的轴类零件，通过对零件表面改性，使其兼具优异耐腐蚀性能和高硬度特点。
进一步的，该硼氮强化金属涂层通过金属药芯焊丝制备而成，该药芯焊丝采用易获取、低成本的不锈钢作为钢带材料，采用多种合金元素实现金属涂层优异性能；为扩大丝材激光熔覆的应用范围，本发明采用药芯焊丝通过不锈钢不锈钢钢带+金属粉末的形式，克服传统丝材因加工硬化导致抗晶间腐蚀Ti、Nb等稳定化元素难添加的问题，最终实现丝材金属涂层实现抗晶间腐蚀、高硬度的并存。
进一步的，本发明通过设计的药芯成分，使得其和430不锈钢钢带或410不锈钢钢带在熔覆后形成的金属涂层能够有足够强度和抵抗晶间腐蚀能力，整体提升轴类零件的使用性能。相比实心焊丝，在激光熔覆制造过程中相比实心焊丝可显著提高丝材的熔化效率，具有硬度高、抗晶间腐蚀等优点。本发明基于金属药芯焊丝的丝材激光熔覆技术，与传统的粉末激光熔覆技术相比，同样具有成本低的优势。
本发明还公开了一种抗晶间腐蚀的硼氮强化金属涂层的制备方法，金属涂层通过将金属药芯焊丝进行激光熔覆后，在结构件表面制得。本发明的激光熔覆用金属丝材为药芯焊丝，最终制备出的金属涂层涂层属于马氏体不锈钢类型材料，通过添加提高强韧性的合金元素和稳定化元素，使得材料在具有良好耐晶间腐蚀性的同时，具有较高的硬度和塑韧性，从而可以通过拉拔的方式制备成金属丝材。
附图说明
图1为本发明实施例3制备的药芯焊丝进行激光熔覆后金属涂层的显微组织。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
本发明的实施例之一为公开了一种抗晶间腐蚀的硼氮强化金属涂层，该金属硼氮强化金属涂层通过优化其成分配方，使得其具有耐晶间腐蚀的作用，是一种马氏体不锈钢类型材料，该金属涂层通过激光熔覆丝材对液压支架油缸表面进行激光熔覆处理后，表面激光金属涂层的硬度达到HRC47-52，表面激光金属涂层的耐晶间腐蚀程度，采用硫酸-硫酸铁法按GB/T4334.2-2020中的C法腐蚀率小于等于1.0mm/a，标准要求小于等于1.2mm/a即为合格。
该金属涂层采用TIG焊多层熔覆制得，以质量分数计，该金属涂层由以下组分组成：C：0.15-0.18％；Si：0.20-0.40％；Mn：0.3-0.6％；Cr：18.50-19.7％；Ni：1.50-2.0％；Mo：1.1-1.60％；Ti：0.50-1.00％；Nb：0.50-0.75％；N：0.30-0.45％；B：0.20-0.70％。
本发明的实施例之一为公开了一种抗晶间腐蚀的硼氮强化金属涂层的制备方法，该制备方法将金属药芯焊丝进行激光熔覆处理后，在液压支架油缸表面制得。
本发明通过元素的合理调配保证了材料耐晶间腐蚀性的同时不但提升了材料的硬度，同时材料的具有良好的塑韧性，便于拉拔制备成丝材。与现有马氏体不锈钢相比，该不锈钢成分具有优良的耐晶间腐蚀性和更高的硬度，具体的本发明所述金属丝材材料配方成分中主要合金元素的作用如下：
铬(Cr)：Cr通过形成致密的氧化膜而起到保护金属涂层金属抵抗酸、盐雾的腐蚀。本发明金属涂层的目标组织是马氏体不锈钢组织，配合430不锈钢钢带和30-33wt.％的填充率，在药粉中添加了24.00-28.00％的Cr元素。配合410不锈钢钢带和30-33wt.％的填充率，在药粉中添加了34.50-38.00％的Cr元素。
硼(B)：B在铁素体和奥氏体中固溶度低，多余的B元素将会形成硼化物。硼化物具有非常高的硬度，可作为Fe基合金中的硬质相。此外，B也可以促进碳化物的生长，比如提高Cr7C3的体积分数。硼化物由于硬度较高，因此需要控制其在熔覆金属中的含量，本发明中配合430不锈钢钢带或410不锈钢钢带和30-33wt.％的填充率，在药粉中添加了3.00-4.00％的B元素。
氮(N)：由于N原子的尺寸较小，其半径与碳原子相近，可代替C在奥氏体中的晶格位置，形成间隙固溶体，起到固溶强化的作用，与钢中的其他元素相互作用形成弥散的氮化物形成弥散强化，但氮含量超过奥氏体不锈钢的固溶极限时，多余的N元素与Cr元素和B元素形成氮化硼和氮化铬。由于氮元素对奥氏体的形成和稳定具有强烈的作用，同时还能扩大奥氏体相区，因此需要控制N元素的添加，以保证金属涂层中马氏体含量。本发明中配合430不锈钢钢带或410不锈钢钢带和30-33wt.％的填充率，在药粉中添加了1.00-1.50％的N元素。
镍(Ni)：Ni元素能提高耐腐蚀性和材料的韧性，Ni的添加可以提高金属涂层的断裂韧性。但是，由于Ni是奥氏体稳定元素，因此为了保证金属涂层的马氏体组织，本发明中需要控制Ni的含量。本发明中配合430不锈钢10不锈钢钢带和30-33wt.％的填充率，在药粉中添加了5.00-6.00％的Ni元素。
铌(Nb)：Nb可以固溶于α-Fe基体中起到固溶强化的作用。其次，Nb与C可以反应生成碳化物，起到强化作用。但是，Nb的添加量大时，金属涂层的冷裂纹敏感性高，因此需要控制其添加量。本发明中配合430不锈钢钢带或410不锈钢钢带和30-33wt.％的填充率，在药粉中添加了2.00-2.50％的Nb元素。
钛(Ti):Ti作为稳定化元素，钛与碳的亲和力比铬大，钛加入钢中后，碳优先与钛结合生成碳化钛(Tic)，这样就避免了析出碳化铬而造成晶界贫铬，从而有效防止晶间腐蚀。由于钛与氮可结合生成氮化钛，钛与氧可结合生成二氧化钛，所以钛的加入量有一定的限制，实际生产中为防止晶间腐蚀，钛加入量一般按下式计算:Ti＝C*5～0.8％。本发明中配合430不锈钢钢带或410不锈钢钢带和30-33wt.％的填充率，在药粉中添加了1.50-2.00％的Ti元素。
钼(Mo)：Mo可以固溶α-Fe基体中起到固溶强化的作用。Mo还可以改善马氏体不锈钢的耐蚀性能。本发明中配合430不锈钢钢带或410不锈钢钢带和30-33wt.％的填充率，在药粉中添加了4.00-5.00％的Mo元素。
碳(C)：C元素可以强烈提高金属涂层的硬度，保证马氏体组织的形成。但是，由于C含量提高，金属涂层的冷裂纹敏感性提高，因此需要严格控制C含量。本发明中配合430不锈钢钢带或410不锈钢钢带和30-33wt.％的填充率，在药粉中添加了1.00-1.50％的C元素。
硅(Si)和锰(Mn)：Si和Mn具有联合脱氧的作用，可以减少金属涂层中的氧含量，防止气孔的产生，同时还可以提高金属涂层金属的硬度。但是，Mn是奥氏体形成元素，所以应该控制其含量，Si的大量添加将恶化金属涂层的塑韧性，也需要控制。本发明中配合430不锈钢钢带和30-33wt.％的填充率，在药粉中添加了1.00-1.50％的Si元素和1.50-2.00％的Mn元素。配合410不锈钢钢带和30-33wt.％的填充率，在药粉中添加了0.90-1.40％的Si元素和1.50-2.00％的Mn元素。
本发明公开的是实施例之一为公开了一种硼氮复合强化且抗晶间腐蚀的激光熔覆用金属药芯焊丝，主要用于零件表面同时具有耐晶间腐蚀腐蚀和高硬度性能要求金属涂层的制备。本发明的激光熔覆用金属丝材为药芯焊丝，最终制备出的金属涂层涂层属于马氏体不锈钢类型材料，通过添加提高强韧性的合金元素，使得材料在具有良好耐晶间腐蚀性的同时，具有较高的硬度和塑韧性，从而可以通过拉拔的方式制备成金属丝材。
该金属药芯焊丝包括药芯和焊皮，沿焊丝的长度方向，药芯的外表面被焊皮包覆，焊皮为不锈钢钢带。该结构的金属药芯焊丝的药芯组成根据焊皮的不同而调整，使得最终制备出的金属涂层能够满足目标的成分需求。
本发明的优选实施方式，并不将本发明的技术方案限制于此，本领域技术人员在本发明的主要技术构思的基础上，仅通过改变钢带成分(例如：430不锈钢钢带替换为410不锈钢钢带等)而导致药粉成分变动，但采用本发明指定的测试方法进行多层熔覆后化学成分相同时，仍属于本发明保护范围内。同时，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
当焊皮采用430不锈钢钢带时，按质量百分比分别称取以下原料金属粉，配置药芯：以质量分数计，该药芯的组成为C：0.50-0.60％；Si：1.00-1.50％；Mn：1.50-2.00％；Cr：24.00-28.00％；Ni：5.00-6.00％；Mo：4.00-5.00％；Nb：2.00-2.50％；Ti：1.50-2.00％；N：1.00-1.50％；B：3.0-4.0％；余量为Fe，以上组分质量百分比之和为100％。药芯焊丝药粉填充率为30wt.％-33wt.％。
当焊皮采用410不锈钢钢带时，按质量百分比分别称取以下原料金属粉，配置药芯：以质量分数计，该药芯的组成为，C：0.50-0.60％；Si：0.90-1.40％；Mn：1.50-2.00％；Cr：34.50-38.00％；Ni：5.30-6.30％；Mo：4.00-5.00％；Nb：2.00-2.50％；Ti：1.50-2.00％；N：1.00-1.50％；B：3.0-4.0％；余量为Fe，以上组分质量百分比之和为100％。药芯焊丝药粉填充率为30wt.％-33wt.％。
激光熔覆用金属药芯焊丝的直径为φ1.0-1.2mm的激光熔覆丝材，所述激光熔覆丝材可用于进行液压支架油缸表面的激光熔覆处理。
下面给出本发明的具体实施例，通过实施例来说明本发明的实施效果。
实施例1
按照下述配方配置金属药芯，以质量分数计：C：0.5；Si：1.3％；Mn：1.50％；Cr：26％；Ni：5.00％；Mo：4.5％；Nb：2％；B：3.0％；Ti：1.75％；N：1.00％；余量为Fe，以上组分质量百分比之和为100％。将配置好的金属药芯置于430不锈钢钢带中进行包裹，，药粉的填充率控制在30wt.％，拉拔制备出药芯焊丝。
采用该药芯焊丝进行激光熔覆，制得的激光熔覆金属涂层为：C：0.153％；Si：0.32％；Mn：0.34％；Cr：19.1％；Ni：1.50％；Mo：1.42％；B：0.20％；Nb：0.5％；Ti：0.87％；N：0.30，余量为铁。
该金属涂层的五个不同的区域分别测试洛氏硬度(HRC)，分别为48.2、49.7、50、49.3和49.2，平均值为49.3。
对该金属涂层通过硫酸-硫酸铁法测量腐蚀率，执行标准为GB/T4334.2-2020(C法)，腐蚀率(mm/a)为0.98。
实施例2
按照下述配方配置金属药芯，以质量分数计：C：0.6；Si：1.0％；Mn：2.0％；Cr：24％；Ni：6.00％；Mo：4％；Nb：2.5％；B：4.0％；Ti：1.5％；N：1.50％；余量为Fe，以上组分质量百分比之和为100％。将配置好的金属药芯置于430不锈钢钢带中进行包裹，药粉的填充率控制在32wt.％，拉拔制备出药芯焊丝。
采用该药芯焊丝进行激光熔覆，制得的激光熔覆金属涂层为：C：0.18％；Si：0.2％；Mn：0.58％；Cr：18.5％；Ni：1.97％；Mo：1.14％；B：0.7％；Nb：0.68％；Ti：0.5％；N：0.45，余量为铁。
该金属涂层的五个不同的区域分别测试洛氏硬度(HRC)，分别为54.4、53.1、52.7、50.3和53.4，平均值为52.8。
对该金属涂层通过硫酸-硫酸铁法测量腐蚀率，执行标准为GB/T4334.2-2020(C法)，腐蚀率(mm/a)为0.81。
实施例3
按照下述配方配置金属药芯，以质量分数计：C：0.55；Si：1.5％；Mn：1.7％；Cr：28％；Ni：5.50％；Mo：5％；Nb：2.3％；B：3.5％；Ti：1.5％；N：1.30％；余量为Fe，以上组分质量百分比之和为100％。将配置好的金属药芯置于430不锈钢钢带中进行包裹，药粉的填充率控制在33wt.％，拉拔制备出药芯焊丝。
采用该药芯焊丝进行激光熔覆，制得的激光熔覆金属涂层为：C：0.17％；Si：0.4％；Mn：0.45％；Cr：19.7％；Ni：1.82％；Mo：1.6％；B：0.51％；Nb：0.62％；Ti：1.0％；N：0.39，余量为铁。
该金属涂层的五个不同的区域分别测试洛氏硬度(HRC)，分别为49.8、48.7、49.5、51.2和52，平均值为50.2。
对该金属涂层通过硫酸-硫酸铁法测量腐蚀率，执行标准为GB/T4334.2-2020(C法)，腐蚀率为0.94mm/a。
实施例3制备的激光金属涂层，其组织如图1所示：堆焊层以胞状树枝晶为主，组织为马氏体组织，包含枝晶偏析富Cr相和复合型碳化物(NbC、TiB2、Cr2N、CrN、TiC等)，组织分布均匀。
实施例4
按照下述配方配置金属药芯，以质量分数计：C：0.5；Si：0.9％；Mn：1.78％；Cr：34.5％；Ni：5.30％；Mo：4.5％；Nb：2.5％；B：3.5％；Ti：1.5％；N：1.0％；余量为Fe，以上组分质量百分比之和为100％。将配置好的金属药芯置于410不锈钢钢带中进行包裹，药粉的填充率控制在30wt.％，拉拔制备出药芯焊丝。
采用该药芯焊丝进行激光熔覆，制得的激光熔覆金属涂层为：C：0.165％；Si：0.22％；Mn：0.45％；Cr：18.6％；Ni：1.53％；Mo：1.39％；B：0.43％；Nb：0.7％；Ti：0.5％；N：0.34，余量为铁。
该金属涂层的五个不同的区域分别测试洛氏硬度(HRC)，分别为49.8、48.9、51.2、48.9和49.6，平均值为49.7。
对该金属涂层通过硫酸-硫酸铁法测量腐蚀率，执行标准为GB/T4334.2-2020(C法)，腐蚀率(mm/a)为0.95。
实施例5
按照下述配方配置金属药芯，以质量分数计：C：0.6；Si：1.4％；Mn：2.0％；Cr：38％；Ni：6.30％；Mo：4％；Nb：2％；B：4.0％；Ti：2％；N：1.50％；余量为Fe，以上组分质量百分比之和为100％。将配置好的金属药芯置于410不锈钢钢带中进行包裹，药粉的填充率控制在32wt.％，拉拔制备出药芯焊丝。
采用该药芯焊丝进行激光熔覆，制得的激光熔覆金属涂层为：C：0.15％；Si：0.4％；Mn：0.6％；Cr：19.7％；Ni：2％；Mo：1.1％；B：0.7％；Nb：0.53％；Ti：1.0％；N：0.45，余量为铁。
该金属涂层的五个不同的区域分别测试洛氏硬度(HRC)，分别为52.4、50.9、53.5、52.8和51.7，平均值为52.3。
对该金属涂层通过硫酸-硫酸铁法测量腐蚀率，执行标准为GB/T4334.2-2020(C法)，腐蚀率(mm/a)为0.81。
实施例6
按照下述配方配置金属药芯，以质量分数计：C：0.55；Si：1.3％；Mn：1.50％；Cr：25％；Ni：5.00％；Mo：5.0％；Nb：2.25％；B：3.0％；Ti：1.3％；N：1.25％；余量为Fe，以上组分质量百分比之和为100％。将配置好的金属药芯置于410不锈钢钢带中进行包裹，药粉的填充率控制在30wt.％，拉拔制备出药芯焊丝。
采用该药芯焊丝进行激光熔覆，制得的激光熔覆金属涂层为：C：0.153％；Si：0.32％；Mn：0.34％；Cr：19.1％；Ni：1.50％；Mo：1.60％；B：0.20％；Nb：0.6％；Ti：0.87％；N：0.38，余量为铁。
该金属涂层的五个不同的区域分别测试洛氏硬度(HRC)，分别为48.2、49.7、50、49.3和49.2，平均值为49.3。
对该金属涂层通过硫酸-硫酸铁法测量腐蚀率，执行标准为GB/T4334.2-2020(C法)，腐蚀率(mm/a)为0.98。
本发明进一步提出这种激光熔覆用金属药芯焊丝的制备方法为采用430不锈钢钢带或410不锈钢钢带包裹药粉拉拔制备方法，可制备出直径为φ1.0mm-φ1.2mm的不锈钢金属丝材材料，用于进行液压支架油缸表面的激光熔覆处理。发明通过配方配比优化使得不锈钢金属丝材保证优异耐蚀性能的同时兼具高硬度特点。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种抗晶间腐蚀的硼氮强化金属涂层，其特征在于，以质量分数计，包括C：0.15-0.18％、Si：0.20-0.40％、Mn：0.3-0.6％、Cr：18.50-19.7％、Ni：1.50-2.0％、Mo：1.1-1.60％、Ti：0.50-1.00％、Nb：0.50-0.75％、N：0.30-0.45％和B：0.20-0.70％，余量为Fe；
所述金属涂层的表面硬度为47-52HRC；
所述硼氮强化金属涂层中含有硼化物、氮化物、碳化铌和碳化钛。
2.根据权利要求1所述的一种抗晶间腐蚀的硼氮强化金属涂层，其特征在于，所述金属涂层采用硫酸-硫酸铁法测量的C法腐蚀率≤1.0mm/a。
3.根据权利要求1或2所述的硼氮强化金属涂层，其特征在于，所述金属涂层通过金属药芯焊丝进行激光熔覆后制得，所述金属药芯焊丝由焊皮和金属药芯粉末组成，金属药芯粉末被焊皮包裹；金属药芯粉末沿焊皮的长度方向设置。
4.根据权利要求3所述的硼氮强化金属涂层，其特征在于，当焊皮为430不锈钢钢带时，金属药芯粉末的组成为：C：0.50-0.60wt.％、Si：1.00-1.50wt.％、Mn：1.50-2.00wt.％、Cr：24.00-26.00wt.％、Ni：5.00-6.00wt.％、Mo：4.00-5.00wt.％、Nb：2.00-2.50wt.％、Ti：1.50-2.00wt.％、N：1.00-1.50wt.％、B：3.0-4.0wt.％，余量为Fe。
5.根据权利要求3所述的抗晶间腐蚀的硼氮强化金属涂层，其特征在于，当焊皮为410不锈钢钢带时，金属药芯粉末的组成为：C：0.50-0.60wt.％、Si：0.90-1.40wt.％、Mn：1.50-2.00wt.％、Cr：34.50-38.00wt.％、Ni：5.30-6.30wt.％、Mo：4.00-5.00wt.％、Nb：2.00-2.50wt.％、Ti：1.50-2.00wt.％、N：1.00-1.50wt.％、B：3.0-4.0wt.％、余量为Fe。
6.根据权利要求3所述的抗晶间腐蚀的硼氮强化金属涂层，其特征在于，所述金属药芯焊丝的填充率为30wt.％-33wt.％。
7.根据权利要求3所述的抗晶间腐蚀的硼氮强化金属涂层，其特征在于，所述金属药芯焊丝的直径为1.0-1.2mm。
8.一种权利要求1所述抗晶间腐蚀的硼氮强化金属涂层的制备方法，其特征在于，所述硼氮强化金属涂层通过金属药芯焊丝进行激光熔覆后在支架上制得，所述金属药芯焊丝由焊皮和金属药芯粉末组成，金属药芯粉末被焊皮包裹。
9.根据权利要求8所述的一种抗晶间腐蚀的硼氮强化金属涂层的制备方法，其特征在于，所述金属药芯焊丝的制备过程为：按照目标金属药芯粉末称量并排至，将金属药芯粉末被焊皮包裹后制得金属药芯焊丝。
10.根据权利要求8所述的一种抗晶间腐蚀的硼氮强化金属涂层的制备方法，其特征在于，所述金属药芯焊丝通过拉拔制得。
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|---|---|---|---|---|
| CN116676597A (zh) * | 2023-07-04 | 2023-09-01 | 天津大学 | 一种用于激光熔覆的高硬度抗点蚀的铁基合金粉末 |
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| 国 家 市 场 监 督 管 理 总 局 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会: "《中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准 金属和合金的腐蚀 奥氏体及铁素体奥氏体(双相)不锈钢晶间腐蚀试验方法》", 30 April 2020, 中 国 标 准 出 版 社 * |
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