Cr元素改性对激光选区熔化铜镍合金微观组织及耐蚀性能的影响

高世阳; 贺星; 张咪娜; 陈海达; 周述东; 王以珅; 丁洁

doi:10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2025030025

粉末冶金技术 ›› 2025, Vol. 43 ›› Issue (4) : 444 -452. DOI: 10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2025030025

Cr元素改性对激光选区熔化铜镍合金微观组织及耐蚀性能的影响

高世阳, 贺星, 张咪娜, 陈海达, 周述东, 王以珅, 丁洁

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摘要

为提高铜镍合金的力学性能和耐蚀性能，利用机械合金化工艺在Cu Ni30基体粉末中引入质量分数0～3%Cr粉，并结合激光选区熔化成形技术制备相对密度高于98%的Cu Ni30-x Cr（x为质量分数，x=0,1%,2%,3%）铜镍块体合金。通过光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱仪，电化学工作站等研究了Cr质量分数对铜镍合金微观结构、力学性能及耐腐蚀性能的影响，并阐明Cr对合金力学性能的优化机理和对腐蚀行为的调控机制。研究表明：在激光熔化过程中，少量Cr元素会固溶到α-Cu相中，提高Cr含量会促进富Cr相的析出。Cr元素的添加提高了合金的力学性能和耐蚀性，随着Cr质量分数的增加，合金显微硬度由HV0.2 126提升至HV0.2 157；当Cr质量分数为3%时，合金自腐蚀电位由-0.238 V（Cu Ni30）正移至-0.210 V（参比电极为饱和甘汞电极），腐蚀电流密度从1.38×10^-6 A·cm^-2降至7.72×10^-7 A·cm^-2，降幅达44%。这是由于Cr元素的固溶强化与富Cr第二相的形成抑制了基体阳极溶解倾向，进而提高了合金的耐腐蚀性。