304不锈钢表面Ni基激光熔覆层的点蚀模拟

摘要

[目的]阐明海洋工程装备用304不锈钢表面Ni基熔覆层在Cl^-侵蚀环境中的动态点蚀机制，为防护涂层优化提供理论依据。[方法]利用COMSOL Multiphysics 6.2多物理场仿真软件，构建Ni60A熔覆层/304不锈钢体系在1 mol/L NaCl溶液中的点蚀模型，模拟电解质电位、pH及离子浓度的时空演变过程。[结果]腐蚀90 d后，点蚀坑呈现半圆形形貌，横向扩展宽度略高于纵向深度；坑内电解质电位由初始的0.12 mV升至1.2 mV，耐蚀性显著劣化；坑底pH非线性地加速下降至5.32，累计降幅1.61;Fe²⁺、Cr³⁺、Ni²⁺等离子浓度持续升高，Cl^-因电中性补偿机制而富集，Na⁺被排出；最大腐蚀速率从0.001 36 mm/a增至0.001 76 mm/a，孔隙率30%的体系因致密腐蚀产物层的保护作用而在腐蚀速率上较孔隙率50%的体系降低了15.3%。[结论]熔覆层点蚀进程受离子迁移、自酸化效应及腐蚀产物沉积的协同调控。

关键词

奥氏体不锈钢 / 镍基合金 / 激光熔覆 / 点蚀 / 数值模拟

基金资助

国家自然科学基金（50704009）; 中央高校基本科研业务费（DUT20LAB112）