金属学报

作者：刘永康, 陆媛媛, 杨英, 刘兴光, 郑军, 张世宏

单位：安徽工业大学 先进金属材料绿色制备与表面技术教育部重点实验室 马鞍山 243002

关键词：CrN/NbN,多层/纳米多层涂层,离子刻蚀,腐蚀磨损,

基金：国家自然科学基金项目(52101063);安徽省自然科学基金项目(2108085QE187);安徽省高校自然科学研究项目(KJ2021A0392)

CrN/NbN涂层因其优异的抗腐蚀和耐磨损性能，在海洋服役环境中具有良好的应用前景。本工作采用电弧离子镀技术在45#钢基体上沉积了6种CrN/NbN涂层(S1~S6)，通过多层/纳米多层结构设计和引入离子刻蚀工艺降低了涂层缺陷密度，提升了涂层综合性能，并针对涂层的腐蚀磨损失效行为进行了初步探讨。结果表明，S2~S6涂层均具有细小的柱状晶结构，主要物相为CrN和NbN，且S2和S3多层涂层层间界面清晰、结合良好。S6涂层为纳米多层结构，调制周期为8.9 nm，子层界面共格且存在一定程度的Nb、Cr元素互扩散。涂层中的层错提升了涂层的力学性能。离子刻蚀工艺在不改变涂层物相结构和恶化涂层力学性能的同时，打断了大颗粒的连续生长，平滑了涂层表面/界面，从而显著降低了涂层的表面缺陷占比，其中S3和S5涂层的表面缺陷占比分别为(2.70 ± 0.19)%和(2.43 ± 0.49)%。随着子层厚度的降低，涂层的耐电化学腐蚀性能和耐腐蚀磨损性能逐渐提升，其中S6涂层具有最低的腐蚀磨损率，为2.42 × 10-6 mm3/(N·m)。

来源：2026年第4期

《金属学报》期刊编辑部

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