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激光熔覆在海洋工程上的应用现状 2022-05-06

进入21世纪以来,随着能源危机的加剧,各国开始加重对海洋开发和研究,如何避免海洋环境下金属材料的腐蚀与防护问题,成了海洋工程相关技术研究的热点。

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在海洋环境下,提高金属材料的耐蚀性能是一种有效的保护措施。在众多的表面处理技术当中,激光表面熔覆技术在改善金属表面耐蚀方面已经引起了众多研究者的注意。

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是利用高能激光束在金属表面辐照,通过迅速熔凝,冷却在基材表面熔覆一层具有特殊物理、化学或力学性能的材料,从而构成一种新的复合材料。这种复合材料能充分发挥基材和熔覆材料的优势,弥补两者的不足,可以大大提高金属材料在海洋环境下的耐腐蚀性,延长使用寿命。

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不锈钢可用于海水环境的泵,阀门、紧固杆等等,其在海洋环境中的腐蚀率较低,主要腐蚀形式为点蚀、缝隙腐蚀等局部腐蚀,局部腐蚀严重时发展成为溃疡腐蚀。常规不锈钢由于较差的耐点蚀性能,而不能广泛地使用海洋工程,添加mo、ni和cr的超级不锈钢,虽然能改善耐点蚀性,但成本昂贵和机械性能较差。而可在低性能的廉价钢材上获得高性能的贵金属合金钢表面。

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铜合金材料具有非常好的耐海水腐蚀和减磨作用而广泛应用在海洋工程上,这种材料的零件也会因腐蚀和模数需要进行修复,使其恢复原来部件的尺寸和功能。与镀铬相比,激光熔覆不会污染环境,并能克服修复效率低的缺点;与熔化焊接相比,激光熔覆克服了焊接变形和热影响区较大的问题,从而大大提高了修补质量;另外,在清除废漆和阳极化镀层时,激光熔覆不会损伤基本金属材料的性能。

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综上所述,激光熔覆是一种快速凝固技术,它可以产生平衡状态下所无法获得的优异组织和性能。对基材无限制,可根据使用性能要设计涂层的成分组成,在廉价钢材上可制备出性能优异的高合金钢表层且与基体的结合强度较高,是其它表面处理工艺所无法比拟的,特别适用于海洋环境上处于腐蚀、摩擦和磨损工况条件下常见易损件的表面处理与修复。

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海洋开发已经进入了深海时代,在恶劣的海洋环境中设备运行稳定性受到材料的限制。激光熔覆在提高材料的抗腐蚀性能表现突出,在海洋工程的研究和开发上具有非常好的利用价值,在船舶工业上已经很好的验证了这一点。随着激光熔覆研究的不断深入和发展,特别是对大面积熔覆所产生的裂纹问题的研究,激光熔覆将会在海洋工程上得到更广阔的应用,为海洋工程的提供有力的支持。




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