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。     

金属铝在TCA溶液中的腐蚀

用失重法、极化曲线法和热力学分析法研究了铝在三氯乙酸(TCA)中的行为,探讨了TCA的浓度和反应温度对铝腐蚀速率的影响,求得了动力学和热力学参数,测得腐蚀体系的极化曲线,并讨论了腐蚀电位和腐蚀电流密度等的变化.结果表明:铝在TCA中为匀速腐蚀,受活化控制;腐蚀速率同TCA浓度关系遵循Mathur经验式,腐蚀温度和速率符合Arrhenius公式;三氯乙酸对铝的腐蚀倾向和腐蚀程度可以同无机强酸相比。极化曲线测量表明铝表面无钝化层产生.铝的腐蚀电位与溶液pH值遵循线性关系,在TCA溶液中的腐蚀为阳极溶解控制.     

ELECTROCHEMICAL BEHAVIOUR OF PHASES IN TITANIUM ALLOYS

测定钛合金在氢氟酸、硝酸、柠檬酸水溶液中的阳极极化曲线,研究其组成相的电化学行为。证实电化学行为的差异是各相化学成分和点阵类型不同所致。在活化区内以α相和α′相的腐蚀为主;而在过钝化区以β相腐蚀为主。     

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。     

X80管线钢在NaHCO_3溶液中的阳极电化学行为

采用动电位极化曲线、动电位电化学阻抗谱(DEIS)和SEM研究了X80管线钢在NaHCO_3溶液中的阳极电化学行为,结果表明:随着HCO_3~-浓度增加,X80管线钢腐蚀速率呈现先增加、后减小的趋势,X80管线钢钝化的临界HCO_3~-浓度为0.009 mol/L.随着HCO_3~-浓度增加,极化曲线阳极电流峰发生变化,当HCO_3~-浓度低于0.009 mol/L时,无阳极电流峰;当浓度在0.009—0.05 mol/L时,有一个阳极电流峰;当浓度增加到0.1 mol/L时,出现两个明显的阳极电流峰,且第1峰与第2峰的峰值电流比随浓度的增大而逐渐增大,DEIS结果与动电位极化曲线完全对应,二者相结合可以很好地研究在不同电位下NaHCO_3溶液中X80管线钢的腐蚀行为,同时对其腐蚀产物和腐蚀机理进行了分析。     

Cl~-对高氮不锈钢在0.5mol/L NaOH溶液中腐蚀行为的影响

利用动电位极化曲线、电化学阻抗谱和恒电位极化电流响应曲线对一种高氮不锈钢在含不同浓度Cl~-的0.5mol/L NaOH溶液中的腐蚀行为进行了研究。结果表明:高氮不锈钢在含Cl~-的0.5mol/L NaOH中具有良好的耐蚀性,极化曲线表现出阳极钝化特征,Cl~-浓度对点蚀电位无显著影响,钝化电流密度随Cl~-浓度的增加而增大;当Cl~-浓度增加到1.00mol/L时,高氮不锈钢表面生成的钝化膜呈n型半导体,仍具有良好的保护性,钝化膜的载流子密度随着Cl~-浓度的增加而增大。     

三氯乙酸(TCA)中金属锌的腐蚀行为

采用失重法和极化曲线法对锌在三氯乙酸(TCA)中的腐蚀行为进行实验测定,探讨了TCA的浓度、反应温度对锌腐蚀速率的影响,导出了相应的动力学方程,求得反应的动力学参数和热力学参数,测算出锌的自腐蚀电位和腐蚀电流密度。结果表明:锌在TCA中为匀速腐蚀,受活化控制;腐蚀温度和速率的关系符合Arrhenius公式,腐蚀速率同TCA浓度关系遵循Mathur经验式;锌在三氯乙酸中的腐蚀为放热过程,其腐蚀倾向和程度可以同无机强酸相比;由极化曲线分析,阴极反应的活化能大于阳极反应的活化能,腐蚀为阴极控制。     

循环冷却水中 2507 双相不锈钢微生物腐蚀研究

目的研究2507双相不锈钢在循环冷却水模拟溶液(添加微生物SRB+IOB)中的腐蚀特征,确定其腐蚀机理。方法模拟某炼油厂循环冷却水溶液,采用SEM,EDS和电化学测试等手段分析2507双相不锈钢在SRB+IOB循环冷却水中浸泡不同时间后的腐蚀产物形貌及其电化学腐蚀情况。结果2507双相不锈钢的腐蚀速率很低,属于轻度腐蚀;在循环冷却水模拟溶液中的阳极极化曲线具有明显的钝化区,且钝化膜具有良好的自修复能力;腐蚀倾向随时间增加先增大后减小,腐蚀速率随时间增加先减小后增大。结论 SRB和IOB及其代谢活动与Cl-协同作用是点蚀的主要原因;2507双相不锈钢具有良好的钝化性和耐微生物腐蚀性能。     

氯离子环境下混凝土钢筋的锈蚀过程

通过模拟氯离子环境下混凝土中钢筋所处的锈蚀环境,并以周期浸泡腐蚀试验加速钢筋的锈蚀,采用腐蚀失重和腐蚀过程pH值监控方法研究了氯离子环境下钢筋锈蚀的规律.结果表明,随CI-浓度提高,钢筋周期浸泡腐蚀速率总体呈现先增加后降低的规律.随着pH值的降低,钢筋腐蚀经过钝化区、破钝化区和活化区.在破钝化区(pH=12.3～11)...     

管线钢在干湿交替环境下的腐蚀

在模拟土壤的NS4溶液中,采用腐蚀失重、极化曲线和产物形貌观察等方法研究了X80钢在干湿交替环境下的腐蚀行为.结果表明,腐蚀速率随干/湿交替时间比降低先增加后减小,当干/湿交替时间比为9 h/15 h时,腐蚀速率最高,为全浸腐蚀速率的1.8倍;在此条件下,腐蚀速率随pH值增大而降低;随着Cl-浓度增大,腐蚀速率先降低后...     

Experimental determination of the Critical hydrogen peroxide ion concentration for titanium alloys in alkaline hydrogen peroxide solution

The first assumption was that titanium and its alloy should have excellent corrosion resistance in alkaline hydrogen peroxide bleaching. However, the pulp mill experience of the corrosion resistance of titanium alloy conflict partly with the earlier knowledge. The corrosion of both titanium and titanium alloy was studied in alkaline hydrogen peroxide environment. The cell was equipped with a water circulation loop and chemistry monitoring system. The monitoring system adjusted the pH-value, hydrogen peroxide concentration and temperature of the solution. Both titanium and titanium alloy dissolved by uniform corrosion in passive state due to the hydrogen peroxide ion. This ion can destroy protective dioxide layer of titanium. The critical concentration of hydrogen peroxide ion could be estimated experimentally and for both titanium and titanium alloy it was 0.008 ± 0.008 M at 80 °C in alkaline hydrogen peroxide ion environment. However, theoretically based on thermodynamic no critical hydrogen peroxide concentration could be found whereas traces of this ion can attack titanium and titanium alloys. The experimentally determined corrosion rate of both titanium and titanium alloy seems to follow an exponential law as a function of hydrogen peroxide ion concentration, which could be explained by the Arrhenius equation.     

特种金属及合金中厚板在线酸洗技术探讨

酸洗过程是钛和钛合金中厚板高质量制造瓶颈工序；双相不锈钢中厚板难以在线酸洗，为国内外难题。在卧式连续喷淋酸洗机组上，以TA2钛、304不锈钢、S32205双相不锈钢中厚板为代表，提出、论述4元素（H、N、O、F）组成的硝酸和氢氟酸，两段式混酸（HNO3＋HF）液酸洗技术，它包括：两段式混酸（HNO3＋HF）液酸洗技术构思；两段式混酸（HNO3＋HF）液质量浓度数值范围；两段式混酸（HNO3＋HF）液物质的量表。应用该技术，实现了TA2钛、304不锈钢、S32205双相不锈钢等宽产品范围特种金属及合金中厚板在线酸洗。酸洗后表面呈银白色、色泽均匀，满足了标准和用户关于表面质量的要求。     

GH4169高温合金腐蚀加工速度的影响因素

研究了GH4169高温合金在含三氯化铁的腐蚀液中腐蚀加工速度的影响因素。结果表明,腐蚀加工速度主要取决于HF、HNO3、HCl、FeCl3的浓度和加工温度。随着酸浓度的增加,腐蚀加工速度加快;温度每升高10℃,腐蚀速度增加4.35μm/min。FeCl3不仅能够提高腐蚀速度且能降低加工表面的粗糙度;溶液中Ni 2+的存在会影响腐蚀速率,随着Ni 2+浓度增加,腐蚀速率逐步降低。     

Development of sintered Ti-30mass%Mo alloy and its corrosion properties

Ti-30mass%Mo alloy is characterized by far better corrosion resistance than pure titanium in non-oxidizing acid such as 35% HC1 solution. This alloy was newly developed in this work by a powder metallurgical process, because the conventional melting-casting process had difficulties in manufacturing the alloy owing to its heavy gravity segregation. The corrosion behavior of sintered Ti-30Mo alloy was studied by both immersion test and electro-chemical measurement. The corrosion rate of 1.3X10⁻²[mm/yearxxx] was obtained by immersion test in 35% HC1 solution, which was 10³ times superior to that of pure titanium. The potentio-dynamic polarization curve of this alloy in 35% HC1 solution showed more noble corrosion potential and lower anodic current density than those of pure titanium. The passive film formed on the alloy, in which Mo was enriched by preferential dissolution of titanium, thought to suppress the anodic reaction and improve its corrosion resistance.     

Ti2Ni储氢合金的充放电特性及腐蚀行为

通过球磨晶态Ti2Ni合金制备非晶态Ti2Ni合金,采用X射线衍射、充放电测试、阳极极化曲线对不同结构的Ti2Ni储氢合金的充放电特性及腐蚀行为进行研究。结果表明:晶态Ti2Ni合金的首次电化学充氢容量可达480mAh/g,但首次放氢量仅为充氢量的一半,合金内形成了大量不可逆氢化物相。随后的充放电循环中几乎没有不可逆相的形成。非晶相能够有效抑制充氢过程中不可逆相的形成,且充放氢使非晶合金间隙发生了弹性变形。此外,非晶结构使合金在碱性电解液中的自腐蚀电位升高、腐蚀电流降低,显著提高了合金的耐蚀能力。     

Corrosion and Electrochemical Behavior of Titanium in aqueous sulfidic solutions

This paper summarizes the results of an investigation of the corrosion and electrochemical behavior, including cathodic hydrogen absorption, of titanium in acidic and alkaline sulfidic solutions. The effect of chloride and cyanide ions on the corrosion behaviour of titanium in sulfidic solutions was also studied. Titanium in acidic and alkaline sulfidic solutions exhibits a stable passive corrosion potential and negligible corrosion. Chloride and cyanide ions do not affect the corrosion behavior of titanium in sulfidic solutions. Cyanide ions under conditions of cathodic polarization tend to promote activation of titanium. Cathodic polarization at temperatures higher than 72 °C promotes hydrogen uptake in titanium and formation of titanium hydride. The rate of hydrogen uptake increases with decreasing pH and increasing temperature. Cyanide ions tend to promote the rate of hydrogen uptake, whereas chloride ions have essentially no effect.     

2024铝合金超疏水表面的制备及其耐蚀性能

目的 在2024铝合金基体上制备超疏水表面,从而提高自清洁性能和耐腐蚀性能。方法 采用硫酸和草酸钛钾混合电解液阳极氧化,用月桂酸乙醇溶液修饰,在铝合金基体上制备超疏水表面,用扫描电子显微镜（SEM）、红外光谱和光学接触角测量仪观察、分析超疏水表面形貌、化学结构和润湿性,用电化学交流阻抗和极化曲线测试研究超疏水表面在3.5%氯化钠中的耐蚀性。结果 20 V恒电位阳极氧化时间小于90 min时,随着时间的增加,接触角增大。铝合金在0.5 mol/L硫酸和0.01 mol/L草酸钛钾混合电解液中阳极氧化90 min,并在5%（质量分数）的月桂酸乙醇溶液中修饰1.5 h,能制备出最优的超疏水表面,接触角为157.99°。在3.5%氯化钠中浸泡14天后,超疏水铝的交流阻抗值高于空白铝4个数量级,Tafel极化曲线解析表明,保护效率为99.92%。结论 在低浓度硫酸中对铝阳极氧化,并用月桂酸修饰能够成功制备出超疏水表面。所得表面展现出良好的耐腐蚀性,并且耐孔蚀性能得到改善。     

表面充氢对TA2在草酸溶液中腐蚀行为的影响

目的提高TA2在草酸溶液中的耐蚀性,揭示表面充氢提高钛在草酸溶液中耐腐蚀性能的机理。方法采用电化学充氢的方法对TA2试样进行表面充氢,采用SEM和XRD分析充氢对试样表面形貌和相组成的影响,并采用电化学测试和腐蚀浸泡实验研究不同充氢时间的TA2试样在草酸溶液中的耐蚀性。结果电化学充氢后,TA2试样表面会生成一层以Ti H1.5为主要组成相的氢化钛层,该氢化钛层的厚度随充氢时间的延长而增厚。电化学测试结果显示,随着充氢时间的延长,TA2试样在草酸溶液中的自腐蚀电位从–0.7 V(vs.SCE)逐渐增加到0 V左右,腐蚀倾向显著下降;极化电阻Rp则从0.2 kΩ·cm^2逐渐增加到了24.1 kΩ·cm^2,耐蚀性能增强。腐蚀浸泡实验结果表明,随着充氢时间的延长,TA2试样在草酸溶液中的腐蚀程度逐渐减弱,腐蚀速率也从未充氢时的4.63mm/a逐渐下降到0.03mm/a。结论在草酸溶液中,电化学充氢TA2试样表面生成的氢化钛层对Ti基体具有保护作用,并且保护效果随氢化钛层的增厚而增强。试样表面氢化钛层对Ti基体的保护作用除了与成分有关外,还与其结构相关,完整致密的氢化钛层可以对Ti基体起到很好的保护作用,而疏松多孔的氢化钛不仅不能保护Ti基体,反而还会促进Ti基体的腐蚀。     

钛合金焊缝金属在酸性硫酸铜溶液中的阳极极化行为

针对钛焊区优先腐蚀问题,研究了电子束扫描焊接对钛合金焊缝金属在酸性硫酸铜溶液中阳极极化行为的影响,结果表明,通过改变电子束扫描频率控制焊缝金属凝固组织形态及尺寸,从而控制的焊缝金属的阳极极化行为,找出了焊缝金属与母材相同的阳极极化曲线的最佳匹配,提出了通过控制焊接凝固结晶,使钛合金焊缝金属与母材均等耐腐蚀的新技术。     

钛合金表面离子束增强沉积膜层的环境适应性和接触相容性

利用离子束增强沉积技术在钛合金表面制备CrN硬质抗磨层和CuNiln固体润滑膜层。通过电化学测试技术对比研究了膜层和钛合金基材在含Cl介质中的抗蚀性能和接触腐蚀敏感性，利用高温静态氧化方法评价了膜层的抗氧化性能。结果表明：(1)CuNiln膜层耐电化学腐蚀性能和抗氧化性能显著优于Cu，在含Cl介质中与钛合金接触相容。(2)在含Cl水溶液中，CrN膜层耐蚀性好，与钛合金接触相容；在HCl HF混合酸中，CrN膜耐蚀性能远优于钛合金；抗氧化性能优于Ti。