铁基非晶材料因无晶粒和晶界,在海洋环境中具有优异的耐点蚀和抗缝隙腐蚀性能,有望作为船舶、石油钻杆等海洋关键部件的表面防腐涂层。超音速火焰喷涂的焰流温度较低,粒子停留时间短,有利于制备非晶态结构与组织致密的非晶涂层。本文采用超音速火焰喷涂技术在不锈钢基体面制备铁基非晶涂层,采用通过SEM、TEM、XRD和EDS等方法对涂层微观形貌和结构特征进行表征,测试了铁基非晶涂层的显微硬度、摩擦磨损性及电化学腐蚀性能,并与常用304不锈钢和电镀硬铬作进行了对比研究,获得了如下结果:(1)采用超音速火焰喷涂制备的非晶铁基涂层结构致密,涂层与基体结合良好,XRD衍射呈现为漫射峰特征,但透射电镜分析可进一步确认其为“非晶+纳米晶混合结构”,在喷涂过程涂层局部出现纳米晶颗粒。(2)在635℃以上,铁基非晶涂层发生结晶现象,生成的结晶相主要为(Fe,Cr)固溶体,在晶化过程中出现了Cr元素的富集和Fe元素的贫化;但在635℃以内非晶涂层微观组织结构是稳定的,可保持其防腐与耐磨性能。(3)采用正交试验法对铁基非晶涂层的制备工艺参数进行了优化,优化后的工艺参数为:煤油流量26L/h,氧气流量900L/min,喷距380mm,送粉量1.2rpm时,采用优化工艺参数制备的涂层具有最佳的显微硬度和耐磨性能,其显微硬度和耐磨性大幅优于304不锈钢基体,并与碳化钨涂层相接近。(4)在3.5%NaCl溶液中测试了非晶涂层的耐腐蚀性,并与304不锈钢、电镀硬铬作对比,结果表明,铁基非晶涂层的抗点蚀性大幅优于304不锈钢和电镀Cr,且腐蚀介质温度的升高对其抗腐蚀性能影响不大。(5)溶液pH对非晶涂层表面钝化膜的形成影响最为显著,在中性及酸性条件下均能形成完整钝化膜,而在碱性条件下难以形成完整钝化膜,致使其抗碱液腐蚀性能不佳。本课题基于超音速火焰喷涂技术,实现铁基非晶涂层的快速高效制备,并重点研究非晶涂层在海水环境中的电化学腐蚀行为,阐明了非涂层的防护机制,将为开发海洋工程先进表面防护技术提供理论与试验依据。