高耐腐蚀性能FeCoCrMoCBY合金中的最优Cr/Mo摩尔比（英文）

采用水冷铜模吸铸法制备(Fe_(41)Co_7Cr_(15)Mo_(14)C_(15)B_6Y_2)_(100-x)Cr_x(x=0,4,8,12,摩尔分数,%)块体金属玻璃,利用电化学方法研究其在1 mol/L HCl中的耐腐蚀性能。电化学测试发现钝化电流密度降低了大约一个数量级,同时发现适当的Cr/Mo摩尔比可以保证钝化膜的稳定性。Mott–Schottky曲线证实当Cr/Mo摩尔比为1.37~1.69时,合金的钝化膜更致密。采用XPS分析钝化膜中元素的化学状态,发现合金耐腐蚀性能与Cr/Mo摩尔比有关,钝化膜的稳定性由Cr和Mo协同作用决定。钝化膜的主要成分为Cr~(3+)的氧化物。当电位高于0.5 V(vs SCE)时,Mo6+是决定钝化膜稳定性的主要因素。适当的Cr/Mo摩尔比可以降低钝化膜的腐蚀速率。     

FeCoCrMoCBY块体非晶合金在强酸介质中的耐蚀性能

采用静态浸泡法研究了Fe43.7Co7.3Cr14.7Mo12.6C15.5B4.3Y1.9块体非晶合金(BMG)在浓HCl、浓H2SO4、浓HNO3以及王水中的腐蚀行为。研究表明该合金在强酸介质中具有优异的耐蚀性,在王水中浸泡236h的平均腐蚀速率仅为不锈钢的1/130。利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱(XPS)分别对非晶合金在王水中腐蚀后的形貌和表面钝化膜的成分进行了分析。结果表明,合金的非晶态结构促使腐蚀过程中发生均匀腐蚀以及Cr元素在钝化膜中的富集是其具有强耐蚀能力的主要原因。     

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。     

微合金化对铝基非晶合金涂层耐蚀性能的影响

为获得具备优异耐蚀能力的铝基非晶合金表面防护涂层,通过微合金化调控方法设计了铝基非晶合金的成分体系(Al_(86)Ni_6Y_(4.5)Co_2La_(1.5))_(100-x)(M)_x,(M:Cr、Mo、Ti),并采用超音速火焰喷涂(HVAF)工艺制备出相同成分的非晶合金涂层分析其耐蚀性能。结果表明:微量添加原子数分数0.5%的Mo、Cr元素时,铝基非晶合金的玻璃形成能力未见大幅度降低,仍具备完全非晶结构,但点蚀电位提高到-175～200 mV,较本征合金Al_(86)Ni_6Y_(4.5)Co_2La_(1.5)增大了约50～80 mV,而腐蚀电流密度降低约1.5个数量级,同时Mo、Cr元素的添加扩大了合金的钝化区间,可起到缓蚀作用;采用优化成分制备出的铝基非晶合金涂层,孔隙率仅为0.5%,在质量分数3.5%NaCl溶液中表现出优异的耐蚀性能,且具有明显的自钝化行为及较宽的钝化区间。     

激光选区熔化Inconel 718合金在NaOH溶液中的腐蚀行为

采用开路电位、动电位极化、电化学阻抗、恒电位极化、Mott-Schottky和X射线光电子能谱等测试技术研究了激光选区熔化增材制造Inconel 718合金（SLM Inconel 718）在0.1 mol/L NaOH溶液中的腐蚀行为,并与商用轧制Inconel 718合金（R Inconel 718）进行对比。结果表明,SLM Inconel 718合金与R Inconel 718合金均发生点蚀,SLM Inconel 718合金的点蚀优先发生在熔池边界和孔隙部位。相比R Inconel 718合金,SLM Inconel 718合金的活性更低、腐蚀速率更小、耐蚀性能更优,其主要原因在于：SLM Inconel 718合金表面生成的钝化膜中多孔NiO的含量更低,致密Cr₂O₃的含量更高,钝化膜更加致密,并且钝化膜的载流子密度更低,因此,SLM Inconel 718合金的钝化膜保护性能更好,耐蚀性能更优。     

4种耐蚀合金在超超临界锅炉烟气冷凝液中的腐蚀行为研究

通过开路电位、动电位极化曲线、电化学阻抗谱以及XPS测试研究了316L、254SMo、C276和Inconel740H 4种耐蚀合金在超超临界锅炉烟气冷凝液中的腐蚀行为。结果表明,4种耐蚀合金在所研究烟气冷凝液中均表现出钝化特性,但是由于合金元素及其含量的差异,环境中的酸根离子对表面钝化膜的破坏作用存在差异。其中254SMo钢由于相对较高的Cr、Ni、Mo含量表现出最优的钝化性能,其钝化电流密度明显低于其他3种合金,极化电阻也较高,钝化膜中较高的Cr,以及适量的Ni、Mo是提高钝化膜质量的关键因素。     

铁基非晶合金和13Cr不锈钢在超临界CO2环境的腐蚀行为

非晶合金由于其独特的结构、优异的耐磨耐蚀性能在海洋及CO₂地质封存领域展现出广阔的应用前景,有望成为超临界CO₂环境下钢构件的耐蚀涂层材料,但关于非晶合金在该环境下的腐蚀行为鲜有报道。利用高温高压反应釜对SAM2X5铁基非晶合金与13Cr马氏体不锈钢在温度80℃,压力10 MPa的模拟环境下进行腐蚀行为对比研究。通过XRD、DSC、CLSM、SEM、XPS以及电化学Mott-Schottky测试等方法对两种材料的微观结构、腐蚀形貌以及表面膜成分及结构进行表征与分析。研究结果表明：在高温高压的超临界CO₂环境下进行168 h腐蚀试验后,13Cr不锈钢表面发生严重的点蚀,而铁基非晶合金表面无点蚀发生;非晶合金表面膜除Fe和Cr外,富含大量的Si元素,会促进形成稳定致密的钝化膜;13Cr不锈钢表面膜为p型半导体,非晶合金表面膜为n型半导体,13Cr不锈钢钝化膜载流子密度远高于铁基非晶合金。证实了在该环境下铁基非晶合金的耐蚀性能远优于13Cr不锈钢。     

Mo、V和Ag对粉末冶金Ti-5Al合金组织与力学性能的影响

采用元素混合法制备粉末冶金Ti-Al-Mo-V-Ag合金,通过金相观察、扫描电镜及力学性能测试等方法研究Mo、V和Ag的添加及烧结温度对Ti-5Al合金的烧结行为、显微组织与力学性能影响,并对其作用机制进行探讨.结果表明1350℃烧结时,V与Mo的添加能改善烧结合金的压缩强度,单独添加Ag时,则降低基体合金的综合性能,但当Ag与Mo、V同时添加到基体合金中时,改变合金的显微组织,提高烧结合金的致密度与抗压缩强度,致密度能达到96%,抗压缩强度达到1782MPa.同时,烧结温度不同时,相同成分的粉末冶金Ti-5Al合金的显微组织与性能也表现出不同的特征.     

Nb对Fe22Cr5Al3Mo合金显微组织和耐腐蚀性能的影响

采用静态高压釜腐蚀实验研究了添加不同含量的Nb (0.5%、1.0%、2.0%,质量分数)对Fe22Cr5Al3Mo合金在500℃、10.3 MPa过热蒸汽中耐腐蚀性能的影响;采用EBSD、TEM、EDS、SEM等手段研究了合金的显微组织及腐蚀不同时间后的氧化膜显微组织。结果表明,添加Nb的合金中析出了Nb(C, N)、Fe2(Nb, Mo)和Cr2(Nb, Mo)第二相,细化了合金晶粒;当Nb≥1.0%时,随着Nb含量的增加,合金的耐腐蚀性能得到进一步改善。合金氧化膜从外向内依次是Fe、Cr、Al的氧化物;含1.0%Nb的合金不同氧化物的界面比不含Nb合金的更清晰,由不同成分氧化物引起的分层现象更明显;含1.0%Nb合金的氧化膜厚度比不含Nb合金的更均匀;在金属和氧化膜界面处,不含Nb合金中的Al氧化膜呈不连续分布,在基体和Cr氧化层中都发现了Al氧化物颗粒,说明不含Nb合金发生了Al的内氧化现象;而1.0%Nb合金中的Al氧化膜呈连续均匀分布,说明添加Nb能够抑制Al的内氧化,促进均匀且致密的Al氧化膜的形成,从而降低合金的氧化速率。     

合金元素对Ti_3Al基金属间化合物热腐蚀性能的影响

采用表面涂盐法研究了Nb、Mo、V、Si等合金元素对Ti_3Al金属间化合物于900—950t空气中的热腐蚀性能的影响.结果表明,Ti_3Al基金属间化合物均遭受热腐蚀,其腐蚀进程可用电化学机理模型加以描述.Nb可以通过促进富AI氧化物层的形成而显著提高Ti;Al耐热腐蚀性能.在此基础上添加Si则可以使其耐热腐蚀性能得到进一步提高,并且随Si含量的增加,合金的耐蚀性能越好;但如果加入M。、V则会使其耐热腐蚀明显变差.但本实验中Nb、Si等合金元素的添加仍不足以使Ti3Al合金表面形成单一的Al2O3阻挡层     

纳米化对M38高温合金电化学腐蚀行为的影响

    通过动电位极化曲线和Mott-Schottky分析电化学方法,研究了M38合金纳米涂层在3.5% NaCl溶液中的电化学腐蚀行为.结果表明,在3.5% NaCl溶液中,纳米化虽然没有改变合金表面钝化膜的半导体类型(p型),但是改善了钝化膜的致密性,降低了钝化膜中的载流子密度,提高了钝化膜的稳定性,所以,M38纳米涂层更耐氯离子侵蚀.     

锆基大块非晶合金在NaCl溶液中的腐蚀行为

利用电化学方法研究了3种锆基大块非晶合金Zr60Al15Ni25、Zr65Al10Ni10Cu15和Zr52.5Al10Ni10Cu15Be12.5在1%、3.5%和10%（wt.%）NaCl溶液中的腐蚀行为.极化曲线的测试结果表明,在相同浓度NaCl溶液中Zr60Al15Ni25合金表面形成相对稳定的钝化膜,表现出较好的耐腐蚀能力.元素Cu和Be的添加,降低了合金Zr52.5Al10Ni10Cu15Be12.5和Zr65Al10Ni10Cu15在NaCl溶液中的钝化能力,增加了点蚀的敏感性.失重法研究结果表明3种合金腐蚀速率的大小顺序依次为Zr65Al10Ni10Cu15〉Zr52.5Al10Ni10Cu15Be12.5〉Zr60Al15Ni25.利用扫描电镜（SEM）和能量散射X射线谱（EDS）分析了极化后的合金表面,结果表明点蚀孔内部Zr、Al、Ni的选择性溶解和Cu在钝化膜下的富集导致了合金的耐腐蚀性能降低.     

690合金在NaCl溶液中的电化学行为研究

利用动电位极化曲线、电化学阻抗谱和电流-时间响应曲线对690合金在NaCl溶液中的电化学行为进行了研究。结果表明,690合金在不同浓度的NaCl溶液中均表现出阳极钝化现象,腐蚀速率随NaCl浓度的升高而增加。钝化后690合金的耐蚀性提高,在1%NaCl溶液中生成的钝化膜较致密。钝化时间小于1096 s时690合金在0.1%NaCl中的腐蚀电流密度低于其在1%NaCl中的腐蚀电流密度,当钝化时间大于1096 s时690合金在0.1%NaCl中的腐蚀电流密度反而高于其在1%NaCl中的腐蚀电流密度。     

生物医用Ti-Nb-Ta-Zr-Fe合金在林格溶液中的腐蚀行为

采用动电位极化方法研究Ti?25Nb?10Ta?1Zr?0.2Fe (质量分数,%)(TNTZF)合金37°C下在林格溶液中的抗腐蚀性能,并在同样的条件下用Ti?6Al?4V ELI(低间隙)合金做对比实验。结果表明：TNTZF比Ti?6Al?4V ELI合金表现出更高的腐蚀电位,更低的腐蚀电流密度,更加稳定的钝化电流密度和更宽的钝化区间,因此具有更加优越的抗腐蚀性能。除此之外,在Ti?6Al?4V ELI合金的表面钝化膜上观察到了点蚀现象,但是在TNTZF合金表面没有发现点蚀现象。XPS 分析结果表明：TNTZF 合金表面钝化膜由 TiO2基体以及 Nb2O5、NbO2、Ta2O5、ZrO2、TiO和Ti2O3等氧化物共同组成,从而使得钝化膜更加稳定且保护作用更强,因此TNTZF合金比Ti?6Al?4V ELI合金表现出更加优越的抗腐蚀性能。     

不锈钢应力腐蚀敏感性和钝化膜引起的应力随电位变化的一致性

奥氏体不锈钢在沸腾MgCl2溶液中将形成纯化膜，拉伸试验样成膜之前的流变应力和成膜后屈服应力之差就是作用在整个试验上的平均膜致应力，用304不锈钢（1Cr18Ni9)测量了在不同电位下的沸腾MgCl2溶液中形成钝化膜所产生的膜致内应力，与此同时，用慢应变速率拉伸法测量了不同恒电位下的应力腐蚀敏感性，结果表明，如电位V≤－550mVsCE，则印化膜产生压应力，且不发生应力腐蚀，当电位V≥-500mVSCE后，钝化膜产生拉应力，应力增大，应力腐蚀敏感性也随膜致拉和升高而增大，因此，304不锈钢在沸腾MgCl2溶液中应力腐蚀敏感性随外电位的变化和腐蚀钝化膜引起的内应力随外电位的变化完全一致。     

TAMZ合金在人工唾液中的电化学行为

运用电化学方法对工业纯Ti，Ti6Al4V合金和TAMZ合金在人工唾液中的电化学行为进行了研究，探讨了溶液pH值对Ti合金电化学性能的影响。结果表明，在人工唾液中，TAMZ合金具有最佳电化学稳定性，腐蚀速率最低。Ti合金在人工唾液中存在较大的钝化区间，电化学稳定性按工业纯Ti，Ti6Al4V合金和TAMZ合金的顺序依次增强。随溶液pH值升高，试样的热力学稳定性增强。交流阻抗结果显示，3种实验材料在人工唾液中具有优异的耐蚀性能，腐蚀速率均在10^-2μm／a数量级，小于医用级标准0．25μm／a。     

Ru对Ti-6Al-4V合金腐蚀行为的影响及机理研究

利用电化学测试、EDS以及XPS,研究了Ru对Ti-6Al-4V (TC4)合金在HCl溶液中腐蚀行为的影响,并结合对腐蚀产物和元素随深度分布的分析,探讨了Ru对TC4合金耐蚀性的影响机理。结果表明,添加Ru使TC4合金在10%(质量分数) HCl溶液中腐蚀电位升高,腐蚀电流密度降低,钝化电流基本保持不变;而使其在15%(质量分数) HCl溶液中的腐蚀速率降低,耐蚀性提高。TC4合金在HCl溶液中主要腐蚀产物为TiO_2,Al_2O_3和V_2O_5。在反应过程中,Ru起到有效的阴极改性作用,促进TiO_2钝化膜在表面沉积,使钝化膜增厚一倍,进而提高了钝化膜的致密性,使TC4合金的耐蚀性得到有效提高。     

热处理对激光选区熔化Ti6Al4V合金电化学腐蚀行为的影响

通过激光选区熔化技术制备沉积态的Ti6Al4V合金,并在800℃下进行热处理,优化组织结构,探索两种状态下Ti6Al4V合金在3.5%(质量分数) NaCl溶液中的电化学腐蚀行为。结果表明,沉积态的Ti6Al4V合金相组织主要由细针状α'马氏体相以及初生β相组成;而经热处理后,转变为板条状的α相+剩余β相,组织更为均匀、单一。电化学测试结果表明,两种状态的Ti6Al4V合金在3.5%NaCl溶液中均发生自发钝化。热处理对合金表面阴极过程没有明显影响,但通过降低阳极反应速率使开路电位及自腐蚀电位升高,自腐蚀电流密度下降至沉积态的1/5。两种状态下Ti6Al4V合金表面均可形成致密钝化膜,且热处理后表面形成的钝化膜更致密、更厚。热处理后合金表面极化电阻值约是沉积态的3.8倍,表明钝化膜保护性更为优异。这一结果表明,热处理可显著优化合金组织结构,提高激光熔化技术制备的Ti6Al4V合金耐蚀性。在较为苛刻的服役环境中,建议采用热处理态的合金作为结构件。     

低合金高强度抗应力腐蚀开裂海洋软管用钢的开发

通过合金成分设计,轧制、热处理工艺的探索,开发了低合金高强度海洋软管用钢,其屈服强度大于600 MPa且满足抗氢脆、抗氢致开裂、抗应力腐蚀开裂性能,并通过全浸腐蚀实验对该钢的海水腐蚀行为进行了研究。结果表明,采用低C、低Mn并复合添加耐蚀元素Cr、Mo和采用合理的热轧、冷轧、调质处理工艺,可获得满足抗应力腐蚀开裂性能的600 MPa级高强钢。耐蚀元素的添加使实验钢具有良好的耐海水腐蚀能力,腐蚀稳定状态下的平均年腐蚀速率为0.11 mm/a。     

热镀锌板三价铬钝化剂的制备及其钝化膜耐蚀性能

目的制备钝化膜耐蚀性良好的热镀锌板三价铬钝化剂。方法以铬酸酐、酒石酸盐、无机混酸、纳米硅溶胶为原料,制备三价铬钝化剂。采用该钝化剂对热镀锌板进行钝化处理,通过中性盐雾试验、Tafel极化曲线和交流阻抗谱分析钝化膜的耐蚀性能,并表征钝化膜的表面形貌和元素组成。结果钝化镀锌板经120 h中性盐雾试验后,腐蚀面积仅为5%。与未钝化镀锌板相比,钝化试样的自腐蚀电位有所正移,自腐蚀电流密度降低了约2个数量级。钝化膜表面较为平整,有少量白色颗粒沉积,膜中主要含有C,O,Si,Cr,Zn等元素,且Cr主要以三价和六价存在,Zn以二价存在。结论该三价铬钝化剂可提高镀锌板的耐蚀性能,具有较好的工业使用推广价值。