第十五届全国表面工程大会

船舶压载舱作为全球海运安全的关键承载结构，其腐蚀防护直接决定海洋装备服役寿命。该舱室长期暴露于高盐（氯离子浓度19000 mg/L）与干湿交替的严苛腐蚀环境，诱发均匀腐蚀（0.06-0.10 mm/年）与点蚀穿孔等损伤形式，导致舱壁结构性失效，造成年均超百亿元经济损失，严重威胁国家海洋战略装备安全。因此，构建氯离子渗透主导的压载舱防护体系，揭示其腐蚀损伤抑制机理，是保障海洋战略装备全寿命周期可靠性的关键路径。本研究使用高速激光熔覆技术在不同扫描速度下制备了铁基非晶涂层，研究了铁基非晶涂层的显微组织、物相组成、非晶含量、热稳定性和耐腐蚀性能。研究表明，在熔覆层底部区域，观察到芽状结晶，并随扫描速度变化，熔覆层的微观组织逐渐由粗大柱状晶转变为细小组织，最终形成树枝晶结构。硬度分析显示，熔覆层呈现明显的三层硬度分布，其中第二层的高硬度由非晶强化、细晶强化及马氏体强化共同作用形成。非晶含量随着扫描速度的增加先上升后下降，扫描速度为7800 mm/min时，熔覆层表面非晶相含量达到95%。非等温结晶动力学分析表明，结晶过程受热激活机制控制，且与升温速率呈动力学相关性。当温度超过T_x1时，部分非晶相转变为M₂₃(B, C)₆和Fe₃Mo₃C相。在电化学腐蚀测试中，扫描速度7800 mm/min时，熔覆层腐蚀电位最大（-0.471 V），腐蚀电流密度最低（2.7×10^-6A/cm²），表面高非晶相占比及氧化铬层有效减缓了Mo元素与腐蚀性溶液的相互作用，表现出优异的耐腐蚀性能。本研究通过高速激光熔覆技术制备了高非晶含量铁基熔覆层，为船舶压载舱高氯环境长效防护提供了有效技术途径。

船舶压载舱,高速激光熔覆,铁基非晶涂层,热稳定性,耐蚀性