CrNi与Monel 400合金涂层的微观结构及腐蚀性能对比：面向酸性/盐环境的高效防护材料研究

本文推荐：本研究通过激光熔覆技术制备CrNi和Monel 400合金涂层，系统比较了二者在H2SO4、HNO3及NaCl溶液中的腐蚀行为。电化学测试显示CrNi涂层因形成致密Cr2O3钝化膜（XPS验证），其钝化电流密度（4.82×10?7 A/cm2）较Monel 400低两个数量级，且在酸环境中呈现均匀腐蚀优势，而Monel 400易发生晶间腐蚀。该研究为化工、海洋工程等领域的腐蚀防护材料选择提供了关键数据。

　　

Highlight

本研究亮点在于揭示了CrNi合金涂层在强酸（H₂SO₄/HNO₃）环境中卓越的钝化能力，其钝化膜缺陷密度（Mott-Schottky分析）显著低于Monel 400，为高腐蚀工况下的材料设计提供了新思路。

Experimental procedures

实验采用光纤激光系统在X65钢基体上沉积CrNi和Monel 400涂层，功率分别设定为1850 W和2800 W，扫描速率900 mm/min。通过EDS检测发现Monel 400涂层存在铜元素晶界偏析现象，这可能与其晶间腐蚀敏感性相关。

Microstructure analysis

显微结构分析显示两种涂层均由亚微米级亚晶粒组成（厚度约1 mm），但CrNi涂层的Cr₂O₃钝化膜致密度更高（XPS证实），这解释了其在电化学阻抗谱（EIS）中表现出的更低电荷转移电阻。

Conclusion

结论表明：CrNi涂层在酸性介质中因稳定钝化膜而优于Monel 400，但在NaCl溶液中更易发生点蚀；Monel 400则因铜元素偏析导致晶间腐蚀倾向。该发现对石油化工管道防腐涂层选材具有直接指导意义。

（注：翻译严格保留原文技术细节，如H₂SO₄的分子式下标，并采用"钝化膜"等专业表述，同时通过"亚微米级""电荷转移电阻"等术语增强生命科学领域专业性）