海水流速对B10/B30电偶腐蚀行为影响规律研究

B10和B30铜镍合金分别为船舶海水管路和冷却器的主要材料,二者由于镍含量不同腐蚀电位不同,管路与冷却设备连接后,B10和B30存在电偶腐蚀风险,特别是在流动海水加速腐蚀介质和腐蚀产物扩散工况条件。为控制B10/B30电偶腐蚀以延长海水管路系统使用寿命,本文通过电化学法测试了B10和B30管状偶对在静态以及1、3和5 m/s流速海水中的电偶电位和电偶电流,分析电偶腐蚀速率随时间和流速的变化规律。研究结果表明：在静态海水中,B10与B30的电偶腐蚀倾向较小,试验初期B10作为阳极腐蚀略有增加,实验40 h后电偶电流趋近于零;流动海水中,B10阳极极化电流密度和B30阴极极化电流密度显著增加,B10始终作为阳极电偶腐蚀显著加剧,1 m/s流速下的电偶腐蚀速率是静态下的79倍,且随着海水流速的增大,B10/B30电偶电流密度增大,电偶腐蚀速率加快,混合电位理论分析表明B10/B30电偶腐蚀速率是由B10阳极反应动力学和B30阴极反应动力学共同控制。     

钛合金和铜合金管路电偶腐蚀数值仿真

针对典型船舶海水管路模型,采用以边界元法为基础的数值模拟仿真技术,对TA2钛合金和B10铜合金两种金属材料海水管路模型进行电偶腐蚀数值仿真。通过动电位极化曲线测试法分别测量B10铜镍合金、TA2钛合金在静态以及流态下的极化曲线,以其作为模拟边界条件,分别研究了材料间电偶腐蚀电位和电流密度的分布规律。同时研究了不同管径和海水流速工况下的管路电偶腐蚀规律。结果表明,在TA2和B10组成的电偶体系(面积比1∶1)中,B10作为阳极材料,且电连接处腐蚀最严重,约为自然腐蚀的4倍;电偶腐蚀速率与管径与介质流速都呈正相关关系。     

钛及其合金在流动海水中的腐蚀及对其他金属材料的电偶腐蚀作用

本文通过流动海水腐蚀实验和静止海水中的电偶腐蚀实验查明钛及其合金在静止和流动海水中均具有极优良的耐蚀性能,直到36 m/s流速才有可察觉的腐蚀率.钛及其合金可用于现代技术所面临的各种流速的海水中,但钛及其合金在与其它金属材料偶合使用时,会对其它金属材料产生明显的电偶腐蚀作用,在工程应用中必须予以考虑和解决.     

5383铝合金与907钢和铝青铜早期电偶腐蚀的平面分布

通过电偶电流测试和腐蚀形貌观察等方法,研究了5383铝合金分别与907钢和铝青铜组成的两种电偶体系的早期电偶腐蚀平面分布。研究结果发现,两种电偶对中5383铝合金为阳极,907钢和铝青铜则始终为阴极受到保护;5383铝合金的腐蚀形貌有亚稳点蚀、不规则点蚀和类丝状腐蚀;电偶电流随时间变化规律相似,即腐蚀初期电流迅速降低,之后趋于稳定;与偶接点的距离增大,电偶电流降低,且远端的电流分布较为均匀;5383铝合金与907钢偶接时比与铝青铜偶接时大部分区域电流密度更小,但电偶腐蚀更加集中于2 mm内的区域。     

船用12CrNiMoV钢与常用管材在海水介质中的电偶腐蚀行为研究

测定了在阴阳极面积比为1：1和1：10情况下，船用低合金钢12CrNiMoV分别与五种常用管材组成偶对时在海水介质中的电偶电流，测量并计算了试验后各偶对阳极的全面腐蚀速率和局部腐蚀速率。结果表明：无论阴阳极面积比是1：1还是1：10，在试验所用的五种管材中，以HDR双相不锈钢与12CrNiMoV钢偶合时，电偶电流最小，即12CrNiMoV／HDR偶对匹配较为理想；阴阳极面积比为1：1时阳极遭受到的腐蚀比阴阳极面积比为1：10时要严重。     

碳钢/Ti和碳钢/Ti/海军黄铜在海水中电偶腐蚀的研究

采用动电位极化技术及失重法研究Q235B碳钢/TA2钛和Q235B碳钢/TA2钛/海军黄铜在海水中的电偶腐蚀规律.测定了Q235B碳钢、TA2钛和海军黄铜在海水中的自然腐蚀电位、腐蚀速率和稳态极化曲线,测定了不同面积比时电偶对电偶电流的大小、方向,电偶电位以及电偶对阳极和阴极的失重速率,由电偶对不同面积比的数据得到Q235B碳钢被Ti电偶极化的动态极化曲线.结果表明,阳极的腐蚀速率随阴/阳极面积比的增大而增加;阳极腐蚀速率随阴/阳极面积比的增大有一个极限值,即当阴/阳极面积比大于这个极限值时,阳极腐蚀速率不再增加.这三种金属构成的电偶对,海军黄铜是这个系统的阴极,受到碳钢的保护.     

两栖车辆7A52-38CrSi扰动电偶腐蚀研究

设计了7A52-38CrSi人造海水扰动电偶腐蚀试验,研究了水流速度对电偶电流、腐蚀电压的影响,结果表明:当腐蚀介质流速一定时,7A52-38CrSi电偶腐蚀电位差随时间的延长呈减小趋势,腐蚀电流也逐渐减小.2.5m/s的相对流速是7A52-38CrSi电偶对腐蚀速率变化的关键点.SEM和能谱分析方法分析表明,在腐蚀介质扰动条件下,7A52铝合金表面钝化变弱、极化现象受到抑制是电腐蚀加速的主要原因.     

T2/TC4在静态人造海水中的电偶腐蚀行为

进行T2/TC4电偶对在静态人造海水中的电偶腐蚀实验,通过电化学工作站、原子发射光谱分析仪、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)研究T2/TC4在静态人造海水中电偶腐蚀时的铜离子释放速率与腐蚀行为。结果表明:当T2/TC4发生电偶腐蚀时反应强烈,T2为电偶对阳极发生加速腐蚀,TC4为电偶对阴极;与T2自腐蚀相比,T2/TC4电偶腐蚀的铜离子释放速率提高了数十倍,可以维持在160μg/(cm~2·d)左右,能达到抑制大多数海洋生物附着的海洋防污要求;T2自腐蚀的腐蚀产物以Cu_2O为主,与TC4电偶腐蚀后的T2试样表面无腐蚀产物覆盖。     

T2/TC4在静态人造海水中的电偶腐蚀行为研究

进行T2/TC4电偶对在静态人造海水中的电偶腐蚀实验,通过电化学工作站、原子发射光谱分析仪、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)研究T2/TC4在静态人造海水中电偶腐蚀时的铜离子释放速率与腐蚀行为。结果表明：当T2/TC4发生电偶腐蚀时反应强烈,T2为电偶对阳极发生加速腐蚀,TC4为电偶对阴极;与T2自腐蚀相比,T2/TC4电偶腐蚀的铜离子释放速率提高了数十倍,可以维持在160μg/(cm2.d)左右,能达到抑制大多数海洋生物附着的海洋防污要求;T2自腐蚀的腐蚀产物以Cu2O为主,与TC4电偶腐蚀后的T2试样表面无腐蚀产物覆盖。     

船舶用Ti70合金在人工海水中的腐蚀行为研究

采用全浸腐蚀和电偶腐蚀实验,研究了Ti70合金的均匀腐蚀行为,以及与945钢的电偶腐蚀行为。结果表明：Ti70合金耐蚀性能极好,在60 ℃人工海水浸泡30 d后试样出现了轻微增重,腐蚀速率为-5.857×10^-4 mm/a,达到了I级完全耐蚀级别;Ti70合金自腐蚀电位远高于945钢,两者偶联时945钢将作为阳极被加速腐蚀;随着Ti70/945钢偶对面积比增加,945钢质量损失、以及电偶腐蚀电流和电偶腐蚀系数均逐渐增加,当两者偶对面积比为1∶1时,电偶腐蚀敏感等级达到了D级,因此当Ti70合金与945钢接触使用时需对945钢进行阴极保护。     

TZS88合金在齿轮泵上的应用研究

本文提出了TZS88滑动轴承合金的成分特点和优良性能,用它取代ZCuSn5Pb5Zn5、ZCuSn10P1等锡青铜制造轴瓦、轴套,简化了制造工艺,降低生产成本50％以上,成功地在较高滑动速度和较高工作温度的齿轮泵上应用。     

海水流速对典型金属管材腐蚀行为的影响

利用管路模拟腐蚀试验装置和电化学分析手段对比研究了4种典型海洋用金属管路材料在静态和动态海水环境中的腐蚀行为。结果表明,在静态海水环境中,碳钢的腐蚀速率远高于304不锈钢、B10铜合金和纯钛TA2。4种材料在3~10m/s流速内均为湍流腐蚀。流速为10m/s时,B10铜合金的动态腐蚀敏感性比304钢强,主要原因是在动态海水中B10的活化溶解区明显宽于304不锈钢,其成膜速度较慢。在静态和动态海水冲刷环境条件下,TA2由于在表面形成致密稳定的钝化膜,基本不发生腐蚀,是耐海水腐蚀性能最优异的管路材料。     

流动海水中电偶腐蚀动力学规律

本文研究了从静止海水直到11m/s流动海水中4对电偶的腐蚀规律,对流动海水中电偶腐蚀动力学进行了讨论。     

海水中钢的电偶腐蚀研究

获取了不同电位差的钢偶对在海水吧不同面积比偶合的腐蚀结果,讲座了海水中钢偶对的电偶腐蚀行为;对文献中推导的海水中钢偶对的腐蚀速度公式进行了检验和简化,海水中钢偶对阳极的腐蚀速度随阴、阳极自腐蚀电极差和阴／阳极面积比的增大而增大,阳极的腐蚀速度与阴／阳极面积比的关系是非线性的,且阳极的腐蚀速度随阴／阳极面积比的增大有一个极限值,阴极的腐蚀速度随阴／阳极面积比减小和阴／阳极电位差增大而减小,简化的海水中钢偶对的腐蚀速度公式与试验结果符合较好。     

模拟海洋环境下7B04铝合金电偶腐蚀预测及验证

基于腐蚀电化学原理和有限元方法,建立7B04铝合金分别与CFRP、TA15钛合金、30CrMnSiA钢在模拟海洋环境下耦合时的电偶腐蚀模型,仿真得到电极表面的电偶电位和电偶电流密度分布等;实测电偶腐蚀电流并对模型的预测结果进行验证。结果表明:自腐蚀电位由高到低可依次排列为E_CFRP > E_TA15 > E_30CrMnSiA > E_7B04,耦合后7B04铝合金作为阳极而加速腐蚀;不同电偶体系的电偶电位相差不大,而电偶电流变化明显;阴/阳极面积比相同时,7B04铝合金与CFRP耦合时的电偶电流最大,即电偶效应最强,与TA15钛合金耦合时的电偶电流次之,与30CrMnSiA钢耦合时的电偶电流最弱;阴/阳极间的电偶电位和电偶电流随阴/阳极面积比的增加而线性增加;计算结果与预测结果相对误差基本在±5%以内,表明电解液中的双电极电偶腐蚀模型有较高的预测准确度。     

工业纯钛与铜镍合金的电偶腐蚀及电绝缘控制

采用电偶腐蚀试验方法研究了工业纯钛(TA2)与铜镍合金(B10)在不同面积比及不同海水流速条件下的电偶腐蚀倾向以及腐蚀程度,通过在两电偶对材料间串联不同阻值的绝缘电阻考察能有效防止电偶腐蚀发生的电绝缘判据。结果表明,TA2与B10在海水中具有较强的电偶腐蚀倾向,偶接后B10作为阳极腐蚀加重,且随着TA2/B10面积比的增大和海水流速的提高而加剧;试验条件下,两电偶对材料间绝缘电阻阻值高于56 kΩ时,可有效控制电偶腐蚀的发生。     

大型套筒类锡青铜铸件的离心铸造

从离心铸造大型锡青铜套筒产生气孔、偏析、缩孔缩松和裂纹等方面,探讨了锡青铜常见缺陷的产生原因和改善措施,借助SEM和EDS对大型ZCuSn5Pb5Zn5锡青铜套筒的卧式离心铸造缺陷进行了分析,并从合金熔炼和铸造工艺等方面进行了优化。结果显示,增加合金液的均匀度和纯度,改进生产工艺,采用水冷系统可使铸件成品率提高到90%。     

钛-碳钢在模拟海水溶液中电偶腐蚀与缝隙腐蚀的耦合作用机制研究

目的 探究TA2-Q235在模拟海水溶液中的电偶腐蚀、缝隙腐蚀及电偶缝隙耦合作用机制,为钛钢复合板在海洋工程结构中的应用设计提供理论指导,提升工程构件使用寿命。方法 通过测量极化曲线、阴阳极开路电位,探究Q235和TA2在电偶腐蚀、缝隙腐蚀及电偶缝隙耦合时阴阳极的极化行为。通过电偶腐蚀测量仪,测量电偶电流,通过腐蚀质量损失,表征阳极金属溶解速率。利用SEM观察微观腐蚀形貌,评价阳极金属腐蚀程度及表面腐蚀产物膜状态。结果 腐蚀介质为中性3.5%NaCl时,单独Q235的自腐蚀电流密度为35.5μA/cm²,呈现均匀腐蚀形貌。Q235与TA2偶接时,耦合电位接近Q235自腐蚀电位,测得平均电偶电流密度为40.5μA/cm²,TA2对Q235阳极溶解加速效应较弱。Q235缝隙样品的缝隙内外不存在电位差,缝内因为供氧不足,阴极反应受到抑制,腐蚀程度小于缝外;TA2-Q235电偶缝隙耦合时,缝内Q235的腐蚀速率低于自腐蚀速率。结论 TA2-Q235电偶与缝隙耦合时,缝隙内缺氧对Q235阴极反应的抑制效应大于TA2电偶对Q235阳极反应的促进效应,使缝...     

铁和钴对ZCuSn3Zn8Pb6Ni1合金组织及性能的影响

在ZCuSn3Zn8Pb6Ni1铸造青铜的基础上添加了一定比例的铁和钻元素,研制了ZCuSn3Zn8Pb6Ni1FeCo合金.结果表明:添加1%～3%铁和0.5%～1.5%钴后,铸造组织由典型的枝晶组织变为等轴晶组织,晶粒平均直径由3 mm以上细化到20～60μm,晶粒细化到1%以下;抗拉强度由180～230,MPa提高到406～450MPa,而伸长率仍保持在20%以上;消除了锡的宏观偏析.     

管径对B10管的冲刷腐蚀性能的影响

在自制的管材冲刷试验机上,研究了20mm和38mm的两种B10合金管在人工海水中的冲刷腐蚀行为,测试了不同管径的合金管在相同流速的人工海水中腐蚀速率的变化。结果表明,人工海水的流速一定时,B10合金管的腐蚀速率随着冲刷时间的延长逐渐降低,最后趋于平稳。流速为3.0m/s时,38mm管材比20 mm的管材腐蚀速率大。38mm的管材冲刷48h后开始形成较完整的钝化膜,而20mm的管材在冲刷时间为96h时才开始形成钝化膜。