填补国内空白——六盘山实验室突破马氏体不锈钢涂层关键技术

近日，从六盘山实验室高端特殊材料研究中心获悉，该中心研发团队在马氏体不锈钢表面工程领域取得重要技术进展，成功在2Cr13马氏体不锈钢表面制备出无宏观、无微观裂纹的高质量耐磨涂层，实现了涂层与基体之间的牢固冶金结合，解决了长期困扰行业的关键技术难题，填补了国内相关技术空白。

在高端装备制造和重载工况应用中，马氏体不锈钢因其强度高、耐蚀性好，被广泛应用于机械、能源、石化等领域。为进一步提升其耐磨性能、延长零部件使用寿命，通常需要在其表面熔覆一层镍基合金耐磨涂层。然而，由于马氏体不锈钢与镍基合金在热膨胀系数等物理性能上存在显著差异，涂层在熔覆冷却过程中极易产生裂纹甚至发生剥落，成为制约该类材料在高端装备领域推广应用的共性技术瓶颈。

今年以来，六盘山实验室高端特殊材料研究中心在相关材料的市场化验证过程中，同样面临这一难题。研发初期，团队沿用行业内常见的技术路径，从熔覆工艺参数、预热温度等方面进行反复优化，希望通过工艺改进缓解涂层开裂问题，但实际效果并不理想。

在深入分析问题成因后，研发团队逐步认识到，单纯依靠工艺调整难以从根本上解决裂纹问题，必须从材料体系本身实现突破。为此，团队果断调整研发思路，将研究重点转向涂层材料的系统化设计创新，围绕润滑相、硬质相、中间相以及打底层四个关键维度展开协同设计，并制定了50余项试验方案进行熔覆验证。

经过一代方案的筛选与优化，团队选取性能表现较优的方案开展异形零件涂层制备试验，试样在冷却后未出现宏观裂纹，各项性能指标达到设计要求。针对一代方案中仍然存在的局部微裂纹问题，研发团队进一步细化设计思路，又制定并实施了10余项二代优化方案。最终，其中三项方案成功实现了涂层宏观与微观裂纹的完全消除，标志着马氏体不锈钢耐磨涂层开裂难题得到根本性解决。

据介绍，该技术成果可直接应用于机械制造领域的锤头、石油化工行业的耐磨阀球，以及航空航天领域的传动部件等多种马氏体不锈钢零部件表面强化。目前，相关镍基合金粉末产品已进入客户试用阶段，实际应用表明零部件耐磨寿命可提升3至5倍，有效帮助下游企业实现降本增效。

业内人士认为，该项技术突破不仅显著拓展了马氏体不锈钢在高端耐磨工况下的应用空间，也为我国高端特殊材料及表面工程技术的发展提供了有力支撑，对提升相关产业链的核心竞争力具有重要意义。