含钪铝合金焊接接头的耐腐蚀性能研究

采用铸锭冶金法制备了含钪Al-Mg合金。用手工氩弧焊焊接方法制备含钪Al-Mg合金焊接接头试样。研究了高镁Al-Mg合金中添加微量稀土元素钪后合金焊接接头的耐盐雾腐蚀和剥落腐蚀性能,用金相显微镜和透射电子显微镜观察了合金焊接接头的显微组织,并探讨了其腐蚀机理。研究结果表明,添加微量稀土元素钪能有效细化合金晶粒,显著提高Al-Mg合金焊接接头的耐腐蚀性能。其耐蚀性机理是合金焊接接头组织中均匀弥散分布着β(Mg5Al8、Mg2Al3)沉淀相,未在晶界上出现β相形成的连续网膜,因此合金焊接接头耐腐蚀性能优良。     

热处理对喷射成形GH742y合金组织与性能的影响

研究不同的固溶温度热处理对变形喷射成形GH742y合金组织与性能的影响.结果表明:喷射成形GH742y合金晶粒细小、成分均匀、无宏观偏析,晶粒尺寸约35μm左右,固溶温度对其影响不大,具有明显的晶粒抗长大性.γ'相的固溶温度为1130℃,不同固溶温度的热处理下,主要强化相γ'相析出的形状和大小不同,对合金的力学性能影响不大,不同热处理状态合金的屈服强度都在1150MPa左右,而持久性能也普遍在200h.     

晶粒细化剂对K403合金返回料微观组织及持久性能的影响

目的 探索不同浇注温度下晶粒细化剂添加的有无对K403合金返回料微观组织及持久性能的影响,并建立合金的浇注工艺与微观组织和持久性能的关系.方法 通过调整浇注温度及晶粒细化剂的有无制备了8组合金,并进行了微观组织表征与高温持久性能测试.结果 晶粒细化剂的加入对K403合金的晶粒组织有细化作用,在较高浇注温度下的细化作用更为显著;晶粒细化剂的加入对碳化物的形貌、分布及尺寸没有明显影响;晶粒细化剂的加入使合金在1420℃和1460℃浇注温度下的持久寿命降低,1490℃和1520℃浇注温度下的持久寿命提高;不加晶粒细化剂、1420℃下浇注获得的合金具有最优持久性能.结论 建立了合金的浇注工艺与微观组织和持久性能的对应关系,并探寻了细化剂对合金持久寿命的影响机制:晶粒细化剂的加入配合较低的浇注温度获得了细晶组织,使晶界上的碳化物密度过高,晶界成为裂纹源,合金的持久寿命相比不添加晶粒细化剂较短;晶粒细化剂的加入配合较高的浇注温度获得了具有适中尺寸的晶粒,在一定的晶界强化作用下,合金的持久寿命相比不添加晶粒细化剂较长.     

氮气含量对AlCrTaTiZrMoN_x高熵合金氮化物薄膜扩散阻挡性能的影响

国内对高熵合金的研究主要集中于其优异的力学性能,还未见有关高熵合金扩散阻挡性能的报道。采用直流磁控反应溅射方法在不同N_2流量占比气氛中制备了AlCrTaTiZrMoNx薄膜与Cu/AlCrTaTiZrMoNx/Si复合试样,并对样品真空退火1h。用X射线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)、四探针电阻测试仪(FPP)、场发射扫描电镜(SEM)对退火前后样品的物相结构、表面粗糙度、形貌以及方块电阻进行了分析表征,研究了薄膜的热稳定性和扩散阻挡性能。结果表明:随着N_2流量占比的增加,高熵合金氮化物薄膜表面粗糙度增加,方块电阻也单调增加;N_2流量变化会改变薄膜结构,未通入N_2时,薄膜为非晶结构,当通入N_2后,N原子会与金属原子形成氮化物,使结晶性能得到提高,薄膜结构为面心立方,N_2流量占比为20%时,薄膜结晶较好,晶粒细小;当N_2流量占比为0时,复合试样在700℃退火时失效;N_2流量占比为10%时,复合试样在800℃退火时失效;N_2气流量占比为20%和30%时,复合试样在800℃退火后,其X射线衍射峰没有明显的变化,复合试样表面较为平整,此温度为极限温度;在900℃退火后,复合试样界面发生了相互扩散,生成了高阻态铜硅化合物,表面粗糙度显著升高,表明扩散阻挡层已经彻底失效;可见,随着N_2流量占比的增加,高熵合金涂层的扩散阻挡性能和热稳定性得到提高,但当N_2流量占比大于20%时,其阻挡性能和热稳定性提高不明显。     

基于不同原始组织预设变形第四代单晶高温合金的再结晶行为

第四代单晶高温合金标准热处理试样和铸态试样压痕后分别在1100,1150,1200,1250,1300℃和1340℃退火处理,采用光学显微镜、扫描电镜、电子背散射仪研究不同条件的再结晶组织。结果表明:1100,1150,1200℃退火处理后,标准热处理试样和铸态试样都出现胞状再结晶。1250℃退火处理后,标准热处理试样和铸态试样都为混合再结晶。1300℃退火处理后,标准热处理试样再结晶组织全部为等轴再结晶,而铸态试样仍为混合再结晶。1340℃退火处理后,标准热处理试样和铸态试样都形成了等轴再结晶。随着退火温度升高,标准热处理试样和铸态试样的再结晶层深度明显增加,标准热处理试样再结晶深度明显大于铸态试样,相同条件下标准热处理试样的再结晶晶粒更容易长大。再结晶与基体的界面为小角度晶界、大角度晶界,而再结晶晶粒之间为小角度晶界、大角度晶界和孪晶界。孪晶在单晶高温合金再结晶的过程中发挥了重要作用。     

AlCoCrCuFeNi高熵合金激光加工组织及性能研究

目的 针对液压支架立柱表面处理提出了新一代“激光包覆焊”新思路,着重探讨高熵合金AlCoCrCuFeNi作为薄带材料的可行性。方法 采用真空熔炼的方法制备高熵合金AlCoCrCuFeNi的铸锭,用光纤激光器对AlCoCrCuFeNi高熵合金进行单道焊接和连续多道表面重熔。通过金相显微镜观察重熔层的表面形貌、X射线衍射仪进行物相分析、显微硬度计测定硬度,并进行摩擦磨损试验和腐蚀试验来研究重熔层的耐磨性和耐蚀性。结果 高熵合金AlCoCrCuFeNi铸态母材组织为等轴树枝晶,Cu在枝晶间区严重偏析,焊后晶粒更加细化,偏析现象也得到缓解,硬度上升了29.9%,铸态母材与焊缝的物相均为单一的FCC相;经激光重熔后,高熵合金AlCoCrCuFeNi形成了等轴、细小、均匀、致密的晶粒组织,激光重熔层最大硬度为HV669,重熔层摩擦因数和摩擦磨损量均小于铸态母材,激光重熔层和铸态母材均在氯化钠溶液中耐蚀性较强,在盐酸溶液中的耐蚀性较差。结论 高熵合金AlCoCrCuFeNi经激光重熔后,焊后晶粒更加细化,偏析现象也得到缓解,晶粒尺寸在5~8 μm左右。作为薄带的备选材料,高熵合金AlCoCrCuFeNi满足耐磨性高、耐蚀性高（激光重熔后略低于铸态母材）、可焊性好的3个基本要求。     

热处理和热暴露后Ti-46Al-8Ta合金的显微组织和拉伸性能

铸造Ti-46Al-8Ta合金经过专门设计的组合热处理,实现了晶粒细化.对晶粒细化的Ti-46Al-8Ta合金开展了在700℃大气环境中的热暴露5000h的热稳定性评定.采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、X射线衍射等技术研究晶粒细化工艺以及热暴露对合金组织的影响,并进行了室温拉伸性能测试.研究发现,铸造Ti-46Al-8Ta合金经热等静压和α单相区固溶+空冷,以及随后的双相区退火能获取晶粒细小的"旋绕态"全片层组织.在700℃长期大气热暴露后,该细化组织发生明显的晶团融合、粗化,并生成出相当数量的B2(ω)和γ新相,导致屈服强度和塑性下降.     

热处理对铝锂合金化学镀镍-磷层性能的影响

为延长铝锂合金的使用寿命,提高其硬度、耐磨性和耐腐蚀性能,在2197铝锂合金表面作化学镀镍处理,并对其进行热处理来改善性能。利用扫描电子显微镜(SEM)、INCA型能谱仪(EDS)、中性盐雾试验(NSS)等分析了化学镀镍层的组成成分、组织结构、表面形貌、结合力和耐腐蚀性能。结果表明:在2197铝锂合金表面获得的化学镀镍层为含磷量14.11%的高磷镀镍层;不经热处理的化学镀镍层的结合力等级为2级,经热处理后其结合力等级为0级,当热处理温度过高(一般超过300℃)时,其结合力降为1级;化学镀镍层经120 h中性盐雾试验后,未热处理的化学镀镍层的耐腐蚀时间仅为48 h,耐腐蚀等级为5级,而热处理后其耐腐蚀时间延长至72 h,耐腐蚀等级为8级,热处理温度升至450℃后其耐腐蚀等级降为7级。适当的低温热处理能有效改善铝锂合金表面化学镀镍层与基体之间的结合力及提高化学镀镍层的耐腐蚀性能。     

热等静压/热处理工艺对激光选区熔化成形GH4169合金微观组织与拉伸性能的影响

采用激光选区熔化(SLM)成形技术制备GH4169合金,利用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)和透射电镜(TEM)等分析热等静压/热处理工艺对SLM成形GH4169合金微观组织及拉伸性能的影响规律。结果表明:沉积态合金组织中,沿沉积方向的晶粒为柱状晶,晶粒内枝晶组织细小,枝晶间分布大量Laves相;经热等静压后,合金中的气孔及Laves相可被有效消除,沿沉积方向的晶粒转变为等轴晶;经980℃/1 h固溶处理后,合金中的晶界处析出大量短棒状δ相。热等静压/热处理后GH4169合金试样的室温及650℃拉伸性能均高于锻件标准要求的力学性能指标,且温度对断裂方式影响不大。     

热等静压/热处理工艺对激光选区熔化成形GH4169合金微观组织与拉伸性能的影响EI北大核心CSCD

采用激光选区熔化(SLM)成形技术制备GH4169合金,利用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)和透射电镜(TEM)等分析热等静压/热处理工艺对SLM成形GH4169合金微观组织及拉伸性能的影响规律.结果表明:沉积态合金组织中,沿沉积方向的晶粒为柱状晶,晶粒内枝晶组织细小,枝晶间分布大量Laves相;经热等静压后,合金中的气孔及Laves相可被有效消除,沿沉积方向的晶粒转变为等轴晶;经980℃/1 h固溶处理后,合金中的晶界处析出大量短棒状δ相.热等静压/热处理后G H4169合金试样的室温及650℃拉伸性能均高于锻件标准要求的力学性能指标,且温度对断裂方式影响不大.     

热处理对Ni-P合金镀层组织结构、显微硬度与耐蚀性能的影响

目前,有关热处理对Ni-P合金镀层组织结构与性能的影响研究不够深入。采用脉冲电沉积方法在Q235钢表面制备Ni-P合金镀层,并在200～500℃下进行热处理。利用X射线衍射仪分析镀层的相结构,用电化学极化曲线和扫描电子显微镜(SEM)对镀层在3.5%NaCl,10%HCl和10%H2SO4溶液中的腐蚀行为进行了研究。结果表明,提高热处理温度,Ni3P相的析出速度增大,Ni-P合金镀层的晶化时间减少,达到最高硬度所需的热处理时间相应缩短,镀层经300℃和400℃热处理后的最高硬度分别达到862.8 HV2N和887.4HV2 N;Ni-P合金镀层热处理晶化后,其耐蚀性能显著降低,在3种腐蚀介质中均发生点蚀。     

激光熔覆CoCrFeMnNiMox高熵合金的组织和耐蚀性研究

目的 为了增强钢制结构表面的耐蚀性,研究Mo含量对CoCrFeMnNiMox高熵合金组织与耐蚀性的影响。方法 采用激光熔覆的方式在N80钢上制备CoCrFeMnNiMox（x=0.1、0.2、0.3、0.4、0.5）高熵合金熔覆层,研究Mo含量变化对高熵合金组织、物相与耐蚀性的影响。结果 CoCrFeMnNiMox熔覆试样均由单一的FCC固溶体相组成,随着Mo含量的增加,晶格畸变增大;当Mo的摩尔比超过0.3后,晶粒有长大倾向;Mo的摩尔比为0.5时,表面择优生长晶面由（111）密排晶面转变为（200）非密排晶面。熔覆试样在氯化钠溶液和稀硫酸溶液中的耐蚀性相较N80钢提升明显,其中,CoCrMnFeNiMo0.3的耐蚀性最好,在质量分数为3.5%的氯化钠溶液中其自腐蚀电流密度是N80钢的5%,自腐蚀电位比N80钢提高了1倍;在0.5 mol/L硫酸溶液中,其自腐蚀电流密度是N80钢的31%,钝化区电流密度比N80钢降低了1个数量级。结论 在该高熵合金体系中,随着Mo含量的增加,晶格畸变增大。CoCrMnFeNiMox高熵合金熔覆层可以有效地阻止基体腐蚀的发生。Mo元素在溶液中能够形成MoO3附着在金属表面,从而形成稳定致密的保护层,减少点蚀的发生。CoCrMnFeNiMo0.3熔覆层的耐蚀性最好。     

热处理工艺对Inconel718合金组织、力学性能及耐蚀性能的影响

对高含H2S/CO2酸性油气田封隔器材料-Inconel718镍基合金进行固溶处理和时效处理,研究不同热处理工艺条件下合金的组织、力学性能、耐蚀性能之间的关系。结果表明:随着固溶温度的升高,δ相不断溶入基体。材料经时效处理后析出第二相γ″相,硬度和强度明显高于固溶处理的样品,1000℃固溶+720℃×8h→50℃/h620℃×8h时效处理的样品硬度和强度达到最大值。高温高压H2S/CO2介质中挂片实验的结果表明,不同热处理的Inconel718合金均具有良好的耐腐蚀性能,经固溶处理的材料耐腐蚀性略优于经固溶+时效处理的材料。高温高压H2S/CO2应力腐蚀实验的结果表明,Inconel718没有发生应力腐蚀开裂迹象。综合考虑耐蚀性能和力学性能,确定Inconel718合金的最佳热处理工艺为:1000℃固溶1h+720℃×8h→50℃/h620℃×8h时效。     

Mo含量对CoCrFeNiMo高熵合金组织及耐蚀性能的影响

高熵合金由于具有优异的机械性能及耐蚀性能在涂层工业领域备受关注。采用同步送粉激光熔覆技术在Q235钢表面制备了CoCrFeNiMo_x高熵合金涂层,研究了涂层的组织结构和耐蚀性能,并结合第一性原理计算分析了涂层耐蚀机理。研究结果表明：CoCrFeNiMo_0.1、CoCrFeNiMo_0.2高熵合金涂层是由fcc相组成,而CoCrFeNiMo_0.3高熵合金涂层则由fcc相和σ相组成。合金的晶粒主要呈树枝晶,枝晶间富集Cr、Mo元素,枝晶内富集Co、Fe元素。在3.5%(质量分数)NaCl溶液中,CoCrFeNiMo_x高熵合金涂层具有优良的综合耐蚀性能;并且随着Mo元素含量的增加,涂层的腐蚀电位正移,腐蚀电流密度减少,钝化区间变长,阻抗弧半径增大,电极反应阻力增强。通过第一性原理计算证明,涂层较高的耐蚀性能与表面致密的钝化膜形成密切相关。     

均匀化对EK31镁合金组织与腐蚀性能的影响

为了研究均匀化热处理对含有稀土元素Er的EK31镁合金组织及其耐蚀性能的影响,本文利用光学显微镜(OM),扫描电镜(SEM),X射线衍射仪(XRD)和化学工作站研究了铸态EK31镁合金在均匀化温度为300,400和500℃,保温时间由0.5 h至8 h热处理后的组织结构和在3.5 wt.%的Na Cl水溶液中的腐蚀行为.结果表明,EK31镁合金主要由基体α-Mg晶粒和β-Zr核相组成.经过300℃×6 h均匀化处理后,合金基体α-Mg中的β-Zr核相溶解扩散,在3.5%Na Cl水溶液中浸泡96 h后的腐蚀速率达到最低,为4.3×10-3mg/(cm2·h);当均匀化温度为400和500℃时,保温时间超过6 h后,在晶界附近富集的稀土元素Er生成Mg24Er5相,使该合金的腐蚀速率上升到1.1×10-2mg/(cm2·h).然而,与其它镁合金相比较,EK31镁合金具有优异的耐蚀性能,其原因为稀土元素Er在晶界附近形成富Er区以及Mg24Er5相的阻碍作用.     

挤压温度对Mg-5.3Gd-2.6Y-1.1Nd-0.3Zr合金的力学性能和耐生物腐蚀性能的影响

在不同温度下对均匀化处理后的Mg-5.3Gd-2.6Y-1.1Nd-0.3Zr(质量分数/%)镁合金进行挤压。利用光学显微镜和拉伸实验对比研究固溶态铸锭、不同挤压温度合金的显微组织和力学性能,采用析氢法、失重法和极化曲线实验综合测试合金在Hank’s人体模拟液中的耐生物腐蚀性能,利用扫描电子显微镜观察腐蚀后合金的表面腐蚀形貌。结果表明:随着挤压温度的降低,合金的晶粒不断细化,强度及塑性不断提高,其中390℃温度下挤压得到的合金屈服强度达到223.4MPa,较固溶态铸锭(139.8MPa)提升约60%,且挤压后的合金在Hank’s体液中具有更高的耐腐蚀性,随着挤压温度的降低,合金的耐蚀性先升高后降低,450℃挤压的棒材耐生物腐蚀性能最优,腐蚀速率为0.74mm/a。     

纯Mg表面TiO_2薄膜的耐蚀性研究

以四氯化钛为前驱体,去离子水为溶剂,盐酸为抑制剂,采用溶胶-凝胶法制得TiO2溶胶。采用浸渍-提拉技术在纯镁基体上制得TiO2薄膜,以提高纯镁基体的耐蚀性。通过正交实验,以电化学阻抗值作为评价标准,研究了热处理温度、涂层次数、溶胶浓度对试样耐腐蚀性的影响。结果表明,溶胶浓度为0.5%、涂层次数为3、热处理温度为100℃时得到的TiO2薄膜具有最好的耐蚀性。     

正火处理对304和304L不锈钢在硝酸中耐蚀性的影响

开展热处理对304和304L不锈钢在硝酸中耐蚀性的影响研究,可为不锈钢现场使用过程中的焊接和热处理提供指导.利用正火处理模拟不锈钢在焊接或者热加工过程的受热过程,考察304和304L不锈钢在硝酸中的耐蚀性随受热温度和时间的变化规律.利用电化学动电位再活化法(DL-EPR)与交流阻抗谱法(EIS)研究了不同正火处理条件对304和304L不锈钢在硝酸中耐蚀性的影响.结果表明:2种材料经650℃正火处理后敏化度均为最大值.经900℃正火处理后,304不锈钢的晶粒略有减小,敏化度与未经正火处理的试样相比略有增大,304L不锈钢的晶粒略有增大,敏化度与未经正火处理的试样相比略有减小.304和304L不锈钢经650℃正火处理后,在硝酸介质中其钝化膜的保护能力变差.随保温时间的延长,其在硝酸中的耐蚀性也逐渐降下降.     

Microstructure and corrosion behaviour of additively manufactured Ti–6Al–4V with various post-heat treatments

This paper presents the results of an experimental investigation into the effects of solution treatment, age and stress relief on the corrosion behaviour of direct metal laser sintered Ti–6Al–4V. The evidence of microstructural change and phase evolution, as affected by heat-treatment temperature, was characterised through scanning electron microscopy and X-ray diffraction. The corrosion behaviour was evaluated electrochemically in Ringer's solution, at 37°C. It was determined that the non-equilibrium α’ phase, with a small amount of β nuclei, formed in the as-printed sample. Enhancement in the resistance of the passive oxide layer on the alloy was observed after solution treatment and age, as well as after high-temperature stress relief. The structure of the passive layer of the surface showed a heat-treatment temperature dependency.     

温度冲击对不同阳极氧化温度SiC_P/2A12复合材料阳极氧化膜开裂行为的影响

通过己二酸-硫酸工艺制备了SiCP/A1合金(2A12)复合材料阳极氧化膜,研究了不同阳极氧化温度下(15~35℃)制备的SiCP/2A12复合材料阳极氧化膜温度冲击后的开裂行为及耐蚀性能。采用FE-SEM对温度冲击前后SiCP/2A12复合材料阳极氧化膜的微观形貌进行了分析,采用电化学阻抗谱(EIS)研究了冲击前后SiCP/2A12复合材料阳极氧化膜的耐腐蚀性能。结果表明:温度冲击对不同阳极氧化温度制备的SiCP/2A12复合材料阳极氧化膜影响程度不同,随着阳极氧化温度的升高,温度冲击后SiCP/2A12复合材料阳极氧化膜的裂纹密度逐渐增加。阳极氧化温度为25℃时,温度冲击后SiCP/2A12复合材料阳极氧化膜耐蚀性最好。SiCP/2A12复合材料阳极氧化膜的耐温度冲击性能优于2A12铝合金氧化膜。