氢氟酸-硝酸体系中Ti-6Al-4V的腐蚀加工溶解特征

利用E-t曲线、动电位极化曲线研究了氢氟酸-硝酸体系中溶液主体成分、温度对Ti-6Al-4V腐蚀加工溶解行为和特征的影响,通过测试阳极与阴极反应动力学揭示钛合金腐蚀加工动力学规律。研究结果表明,在该溶液体系中钛合金的腐蚀加工是侵蚀-溶解-钝化循环往复的过程,硝酸的钝化作用与氢氟酸的溶解作用同时存在,当钝化膜的生成速度和钛基体的溶解速度达到动态平衡时,腐蚀速度处于相对稳定的状态。腐蚀加工初期阶段氢氟酸浓度会影响钛合金表面氧化膜的破坏,浓度较低时,氧化膜较难破坏,自腐蚀电位正移;浓度较高时,氧化膜容易被腐蚀溶解,自腐蚀电位负移。氢氟酸浓度和温度增加,反应活化能减少,腐蚀溶解加剧。氢氟酸浓度较低时,温度对加工速度的影响占主导地位;浓度增加到80 m L/L,温度的影响减弱,氢氟酸起主要作用。硝酸的钝化作用在减少总体腐蚀速度的同时可有效改善微观表面的凹凸不平,使微观表面趋于平整。     

Cu-Ti合金在模拟S2-污染海水中的腐蚀行为研究

通过浸泡实验与电化学测试,研究了固溶态Cu-4wt.%Ti合金在模拟污染海水(含S2-的3.5wt.% NaCl溶液)的腐蚀行为。借助扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)以及X射线光电子能谱仪(XPS)对铜钛合金表面腐蚀产物进行测试分析。结果表明：含Cl-溶液中铜钛合金的腐蚀形式为点蚀,点蚀坑尺寸较小,分布均匀。添加S2-后点蚀更容易被诱发,点蚀坑尺寸较大。当NaCl溶液中的S2-浓度达到60ppm时,点蚀坑在合金表面相互连接,呈现出均匀腐蚀的形态;S2-<和Cl-对铜钛合金的腐蚀存在竞争吸附,S2-吸附性强对铜钛合金的腐蚀剧烈;在含S2-的NaCl溶液中腐蚀产物主要为CuS、Cu2S、Cu2O以及Cu2(OH)3Cl。S2-浓度较大时会导致溶液中OH-浓度增加,使腐蚀产物膜层厚度与致密度增加,因此当S2-浓度达到100ppm时铜钛合金能够发生钝化从而减缓腐蚀。     

阴极充氢对钛在海水中耐蚀性能的影响

采用电化学技术研究了工业钛纯TA2在海水中的全面腐蚀性能 ,恒电流充氢后氢在钛中的行为及其对钛电化学性能的影响。结果表明 :钛在海水中耐全面腐蚀性能优异 ,其腐蚀为阳极钝化膜型控制 ,腐蚀速率低于 10 -5mm/a。阴极充氢后使钛的钝化稳定性降低 ,阳极溶解速率增加。工业纯钛在海水中的氢脆属于氢化物型氢脆 ,氢化物层的增长是通过氢原子扩散到达氢化物—金属界面实现的。室温阴极极化下氢的扩散系数为 6 8× 10 -11cm2 /s     

氢氟酸-硝酸体系中TC4钛合金的腐蚀行为

本文探讨了氢氟酸-硝酸体系中TCA钛合金的腐蚀速率和腐蚀过程中的吸氢量,并利用电化学测试方法研究了TCA钛合金在这种体系中的腐蚀行为。研究结果表明,腐蚀速率随氢氟酸浓度和温度的增加而增大,而随硝酸浓度的增加先增大后降低。TCA钛合金在氢氟酸．硝酸体系中吸氢量较小,吸氢量随硝酸浓度的增加而减少。在只含有氢氟酸的腐蚀溶液中。极化曲线呈现活化特征,加入硝酸后,极化曲线出现明显的活化-钝化转变特征,硝酸浓度继续增大到一定值后,极化曲线呈现自钝化倾向,钝化膜的稳定性增加。腐蚀过程中硝酸能够促进钛合金表面钝化和抑制氢的生成。     

钛制硫酸铝蒸发器排管的腐蚀机理

通过极化曲线、腐蚀失重、热壁钛管试件和长钛管的电化学测试以及氢脆试验研究了钛制硫酸铝蒸发器排管的腐蚀破坏机理．结果表明钛的腐蚀是由于钝化膜破坏而造成的活性溶解和氢脆．钛在该体系中产生氢脆的临界电位为－２７０ｍＶ（相对于饱和甘汞电极）．ＸＰＳ分析结果证实了氢化钛的生成．     

Ti-75合金在人工唾液中的腐蚀性实验研究

选择生物材料,在考虑该材料的生物相容性的同时,还要测试该材料在应用环境中的腐蚀性.为探讨Ti-75作为口腔修复材料的可能性,进行了腐蚀性研究.实验是在351型电化学腐蚀系统上进行的,以人工唾液为电解质,测试了Ti-75、TC4、TA2三种软材和临床常用的钴铬合金、镍铬合金的腐蚀性能.结果表明,钛材的自腐蚀电位(Ecoor)高于钴铬合金和镍铬合金,而两种钛合金又高于纯钛,因此,从Ecoor值来看,五种材料的耐蚀顺序应为两种钛合金,纯钛.钴铬合金,镍铬合金.从阳极极化曲线看,当电位升到0.23V时,三种钛材的电流基本不再增加,即进入稳态钝化状态.而且电位从0.23V升到1.2V时,仍处于钝化区,未发现过钝化现象.阳极极化     

合金元素对铸造Fe-Cr铁素体不锈钢耐浓硫酸腐蚀性能的影响

采用电化学技术、浸泡腐蚀及能谱分析等研究了合金元素对铸造Fe-Cr铁素体不锈钢耐浓硫酸腐蚀行为的影响。结果表明:随铬含量的增加,Fe-Cr合金的耐浓硫酸腐蚀性能增强,单一的铬合金化不能使Fe-Cr合金在60℃,98%H2SO4中自钝化;钼能促进Fe-Cr25-Mo合金的钝化和自钝化,随钼含量的增加,Fe-Cr25-Mo合金的耐浓硫酸腐蚀性能增强;辅助合金元素镍、铜可促进Fe-Cr25Mo2合金的钝化和自钝化,而钛、铌的影响不大。     

工业纯钛TA2在含硫化物深海水环境中的应力腐蚀行为

深海水环境具有静水压力大、溶氧量低、侵蚀性离子复杂等特点,使得深海水环境具有较强的腐蚀性。目前,钛及钛合金在深海环境下的腐蚀及应力腐蚀行为机理尚不清楚,这对钛合金在深海环境中的应用造成较大的威胁。文中采用电化学方法及U型弯试验研究了工业纯钛TA2在模拟深海环境下的电化学行为及应力腐蚀行为。结果表明,静水压力对TA2均匀腐蚀及阴极析氢反应均有所促进,随着静水压力增大,TA2腐蚀电流密度及析氢电流密度均增加。硫化物的加入一定程度上降低了TA2钝化膜稳定性,并对阴极析氢反应有较为明显的促进。应力腐蚀试验表明深海硫化物作用下TA2具有一定的应力腐蚀敏感性。TA2在深海条件下,虽然SCC以氢致开裂为主,但是由于氧含量与浅海等环境的不同,阳极溶解机制也是TA2在深海条件下SCC开裂的原因。     

铜铁试剂对Q235碳钢在3.5%NaCl溶液中的缓蚀作用

采用静态挂片和极化曲线测试技术研究了铜铁试剂对Q235碳钢在3.5%Na Cl溶液中的缓蚀作用。结果表明,碳钢在3.5%Na Cl溶液中腐蚀严重,主要为活性溶解,并且伴有明显的点腐蚀。铜铁试剂的加入促进了碳钢的阳极钝化,当铜铁试剂的含量为12.8 mmol/L时缓蚀效率达到90%以上,当铜铁试剂浓度增大为19.2和25.6 mmol/L时,缓蚀效率不变。铜铁试剂主要通过在Q235碳钢的表面吸附实现对Q235碳钢的缓蚀。     

高pH值完井液中钛合金管材的腐蚀行为研究

基于高温高压腐蚀速率和原位电化学测试,并结合分子动力学模拟和第一性原理计算,探讨了钛合金(TC4)管材在高pH值完井液中的腐蚀行为,以及钝化膜的热力学稳定性。结果表明:TC4钛合金在180℃的高pH值磷酸盐完井液中的腐蚀极为严重,其均匀腐蚀速率高达0.4429mm/a;在高pH值磷酸盐完井液中,TC4钛合金的腐蚀为阳极反应过程控制,随着温度的升高,其腐蚀电位、腐蚀产物膜的膜阻和极化电阻显著降低,腐蚀反应的热力学驱动力增大、动力学阻力降低,腐蚀电流密度显著升高;在碱性溶液中,TiO_2钝化膜的钛氧键发生不同程度断裂,并且随着温度升高、碱性增强,TiO_2与溶液的界面结合能逐渐增大,钝化膜的热力学稳定性明显降低;在碱性焦磷酸钾溶液中,TiO_2钝化膜均可与K_2HPO_4、K_3PO_4反应生成疏松多孔的KTiOPO_4腐蚀产物膜,但TiO_2与K_3PO_4反应的热力学倾向更大。     

应力应变下TC2钛合金在模拟海水环境中的腐蚀行为

目的研究TC2钛合金在模拟海水中的表面电化学及腐蚀行为,以及不同形变对其的影响。方法制备U形试样,进行模拟海水浸泡试验,采用电位测试、交流阻抗及极化曲线测试、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等方法进行分析。结果在240 d模拟海水中浸泡试验期间,无形变TC2钛合金表面钝化膜阻抗值随时间延长,先迅速增加,后缓慢增加,腐蚀电位持续升高,因此其表面电化学反应下降,腐蚀速率较低。45°形变TC2钛合金试样的表面钝化膜阻抗值先略微上升,后下降,最终低于初始阻抗值。90°形变试样的表面钝化膜阻抗值持续下降。经过240d浸泡后,无形变的试样表面出现微小的点蚀,45°形变试样表面点蚀密度增加,90°形变试样表面垂直压应力方向出现裂纹。XRD结果显示,形变处Ca~(2+)、Mg~(2+)等离子的吸附增加,这可能与表面粗糙度增大,TC2钛合金表面活性增加有关。结论在模拟海水环境中,无应变试样耐腐蚀性较强,应变导致TC2钛合金表面钝化膜破裂,点蚀增加,甚至出现裂纹,增加了TC2钛合金的应力腐蚀敏感性。     

模拟海水环境中电化学状态对TC4钛合金腐蚀磨损行为的影响（英文）

采用摩擦失重法、电化学测试以及扫描电子显微镜等技术研究TC4钛合金在模拟海水环境中的腐蚀和腐蚀磨损行为,分析电化学状态对TC4钛合金钝化行为、钝化膜失效机制及腐蚀磨损协同作用的影响。结果表明,摩擦过程中TC4钛合金的开路电位明显负移,而且该合金的腐蚀电流密度相比静态腐蚀时提高了3个数量级。合金的腐蚀磨损失重随着电位的升高明显增大,磨蚀与磨损之间存在明显的协同作用,高电位时的腐蚀速度较大但是摩擦因数较低。电位在OCP和0.9 V之间变化时,纯机械磨损量在总腐蚀磨损量中的比重随着电位的升高逐渐降低,而磨损对腐蚀的促进量和腐蚀对磨损的促进量在总腐蚀磨损量中的比重在高电位时尤其显著。     

316L不锈钢在含Cl-高温醋酸溶液中的电化学行为

316L不锈钢试样在空气中放置24 h后在含Cl-醋酸溶液(0.2%KCl,60%的醋酸,85℃)中能自钝化,自腐蚀电位为100 mV;经阴极极化后的试样在实验周期内在含Cl-醋酸溶液中不能自钝化,其自腐蚀电位为(-242±3)mV;经阳极极化形成的钝化膜比在空气中自然形成的钝化膜更致密.测试了空气中钝化24 h以及阴极极化、阳极极化后,试样在醋酸溶液中自腐蚀电位随时间变化的曲线;结合阴极、阳极极化曲线,SEM观察和XPS成分分析,发现Cr是组成钝化膜并增加钝化膜稳定性的重要元素,而Mo是在钝化膜发生活性溶解或者被击穿时于表面富集的元素,可导致该区域电位升高,从而阻止腐蚀发生.初步探讨了316L不锈钢在含Cl-醋酸溶液中的腐蚀电化学行为和点腐蚀发生的机理.     

7A09 Al-Zn-Mg-Cu合金在氯化物溶液中的腐蚀和电化学行为（英文）

采用扫描电镜、金相显微和电化学测试等综合评价技术研究7A09铝合金在3.5%NaCl(质量分数)水溶液中的腐蚀和电化学行为。结果表明:7A09铝合金不均一的显微组织结构导致该合金遭受严重的点蚀和晶间腐蚀,其中点蚀主要发生于金属间化合物或其周围,而沿晶界分布的阳极贫铜区的优先溶解是引起晶间腐蚀的主要原因。当不同浸泡时间时,在7A09铝合金表面交替进行着不同钝化膜的生成与溶解过程,并伴随着该合金钝化与去钝化行为的发生。同时,对该合金的腐蚀过程及机制进行分析。     

电弧喷涂Al-Zn-Si-RE合金涂层在3.5%NaCl溶液中的电化学腐蚀行为(英文)

采用电弧喷涂方法在低碳钢表面获得高铝含量的Al-Zn-Si-RE涂层。通过测量Al-Zn-Si-RE涂层在3.5%NaCl溶液中的动电位极化曲线,腐蚀电位-时间曲线和电化学阻抗谱,系统地研究涂层的电化学腐蚀行为。通过将测量电化学阻抗谱拟合成等效电路图,研究涂层在3.5%NaCl溶液中浸泡不同时间的阻抗行为。结果表明:Al-Zn-Si-RE涂层与Zn-15Al涂层具有相似的极化行为,阳极极化曲线均无钝化特征,仅呈现出活性溶解,但其腐蚀性能优于Zn-15Al涂层。Al-Zn-Si-RE涂层可以给钢基体提供有效的牺牲阳极保护作用,且牺牲阳极保护作用在涂层腐蚀过程中占主导地位。此外,腐蚀电位-时间曲线和电化学阻抗谱结果表明:在浸泡过程中存在点蚀-溶解-再沉积、活化溶解、阴极保护、腐蚀产物引起的物理屏蔽和涂层失效五个腐蚀阶段。     

苛刻环境中钛合金石油管材的抗腐蚀性能研究

通过高温高压腐蚀速率和应力腐蚀开裂(SCC)性能评价试验,辅以原位电化学测试分析,研究TC4钛合金石油管材在苛刻CO_2环境中的腐蚀行为和耐蚀机理。结果表明:TC4钛合金在高温高压CO_2腐蚀环境中具有极其优越的抗均匀腐蚀、局部腐蚀和SCC性能,在高达220℃的温度条件下均匀腐蚀速率仅为0.0012 mm/a。TC4钛合金在CO_2环境中的阳极极化曲线均有明显钝化区,腐蚀反应为阳极过程控制;随温度升高,TC4钛合金的自腐蚀电位降低,极化电阻减小,电化学腐蚀的热力学驱动力增大,而动力学阻滞性能减弱,腐蚀速率增大;但在高温CO_2腐蚀环境中,TC4钛合金的保护电位和点蚀电位较高,仍具有良好的钝化和再钝化能力,其在180℃时的极化电阻高达2328.2?·cm~2,具有良好的抗CO_2腐蚀性能。     

高Ta钛合金在沸腾硝酸中的腐蚀行为

对高Ta含量钛合金Ti-32Ta在8 mol/L沸腾硝酸溶液中进行了全浸腐蚀实验,研究了Ti-32Ta合金在沸腾硝酸中的腐蚀行为。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线衍射光电子能谱(XPS)等分析方法对钛合金腐蚀表面的钝化膜进行了成分、组织结构及合金价态分析。结果表明:Ti-32Ta合金在沸腾硝酸溶液中呈现均匀腐蚀行为,在介质中通入一定流量的新鲜空气对合金稳定腐蚀阶段的腐蚀速率影响不大。与Ti-6Ta合金相比,Ti-32Ta合金腐蚀后形成的钝化膜更薄更致密,耐蚀性能更好。两种合金腐蚀钝化膜中Ti和Ta的价态组成相同,Ti-32Ta合金腐蚀表面Ta及Ta2O5的含量高于Ti-6Ta合金腐蚀表面。     

微量Cl~-对316L不锈钢在沸腾乙酸—甲酸混合介质中的腐蚀行为的影响

通过腐蚀失重测量、极化曲线测试和AES分析,研究了微量Cl~-对316L不锈钢在沸腾的84％乙酸—10％甲酸—6％水中的腐蚀行为的影响。结果表明,微量Cl~-(50ppm)的吸附对316L的活性溶解有抑制作用。Cl~-浓度再高则腐蚀速度增大。316L在阳极极化时呈现钝化行为,阳极钝化膜富铬、贫铁,Cl~-使钝化膜的铬、铁含量降低,铬/铁比也降低,从而氧/(铬+铁)比升高,膜的保护性能降低,一定条件下可诱发孔蚀。常温下恒电位阳极极化使Cl~-在表面吸附并进入钝化膜内,温度升高则吸附作用减弱。     

铜在55%LiBr溶液中的电势-pH图

根据化学势绘制了室温下在55%LiBr溶液中CuBr-H2O体系的铜的电势-pH图和腐蚀-免蚀-钝化条件图.结果表明,水溶液中Br-离子浓度增大后,Cu2O的稳定存在区域明显减小,CuBr的生成电势负移,溶解电势正移,且其稳定存在区域明显拓宽,导致了铜的免蚀和钝化区域的缩小,腐蚀加剧.电势-pH图的建立对研究高浓度LiBr溶液中铜及其合金的腐蚀行为有一定的参考价值.      

几种新型耐蚀性钛合金

钛及钛合金具有卓越的耐蚀性能,广泛用于发电厂、化工厂、海水淡化装置中.钛在海水环境中具有优越的耐均匀腐蚀;点蚀及其它局部腐蚀性能,因而特别适用于制作以海水为冷却介质的热交换器.但在高温、高浓度的氯化物环境中,钛合金与不锈钢一样易发生缝隙腐蚀;在盐酸、硫酸等非氧化性酸中易活性溶解而发生激烈的腐蚀.为了改善钛在上述环境中的耐蚀性,添加了Pd、Ru等铂族元素,Ni、Co、Fe等铁族元 素及Mo.实验证明添加上述元素对提