选区激光熔化MnSi2增强316L不锈钢复合材料的表面质量及耐蚀性能

为改善316L不锈钢在海洋环境下的耐腐蚀性能,通过MnSi₂增强316L不锈钢基体,采用选区激光熔化(SLM)制备MnSi₂/316L不锈钢复合材料。利用Image-Pro Plus软件、光学显微镜、扫描电镜(SEM)及电化学工作站研究了激光功率对316L不锈钢金属基复合材料致密度及耐腐蚀性能的影响,通过Tafel极化曲线和阻抗谱表征其耐腐蚀性能的强弱,并通过点蚀形貌揭示了其腐蚀机理。结果表明:添加MnSi₂是提高316L不锈钢耐腐蚀性能的有效途径。随着激光功率的增大,耐腐蚀性能呈现先提高后降低的趋势,当激光功率达到190 W时,2%MnSi₂/316L不锈钢复合材料的致密度为99.80%,其腐蚀电位为－0.053 V (vs SCE)。同时,2%MnSi₂可以显著改善316L不锈钢的成形质量,提高其耐腐蚀性能,其腐蚀形式为氯离子诱导氯化物生成的点蚀,且点蚀产生位置主要集中在孔隙边界处。     

奥氏体不锈钢AISI 316L腐蚀试验研究

在精对苯二甲酸(PTA)生产中,选取干燥机BM302壳体常用材料奥氏体不锈钢AIS316L为研究对象,在醋酸环境中,对AISI 316L受Br-及Cl-作用的电化学极化试验和电化学阻抗试验进行腐蚀性试验研究。试验结果表明,Br-或Cl-浓度的增加都会导致AISI 316L不锈钢腐蚀速率增加、击穿电位降低、腐蚀反应电阻减小,导致其耐腐蚀性能下降,腐蚀加剧。为PTA设备腐蚀的现场监测和设备维护提供参考依据。     

稀土Ce对316L不锈钢耐腐蚀性能的影响

采用失重分析,扫描电镜(SEM),能谱分析(EDS),电化学阻抗谱(EIS)和动电位极化实验(DP)等方法研究稀土元素Ce对316L不锈钢在3.5%(质量分数) NaCl腐蚀环境中耐腐蚀性能的影响。结果表明,添加适量的稀土元素Ce可有效减小316L不锈钢在3.5%NaCl溶液中的重量损失,降低其腐蚀速率,减小腐蚀表面点蚀坑的尺寸与数量,提高316L不锈钢在3.5%NaCl溶液中的腐蚀电位,降低其腐蚀电流密度,增大容抗弧半径,提高耐蚀性能。因此,本文确定提高316L不锈钢在3.5%NaCl溶液中耐腐蚀性能的最佳稀土元素Ce含量为0.015%(质量分数),并进一步揭示了Ce改善316L不锈钢耐腐蚀性能的主要原因:Ce可有效降低有害元素S在晶界处偏聚,净化晶界;改善夹杂物的形貌,减小夹杂物的尺寸。     

温度对316L不锈钢耐海水腐蚀性能的影响

运用临界点蚀温度(CPT)、环状阳极极化曲线和电化学阻抗谱等方法研究了不同温度下316L不锈钢的海水腐蚀行为. 结果表明, 晶粒尺寸不同的两种316L不锈钢的CPT基本相同; 随着海水温度升高, 点蚀电位和再钝化电位均呈线性降低, 但是细晶钢的点蚀性能下降更大, 85℃时粗晶钢比细晶钢的点蚀电位约高60 mV. 与粗晶钢相比, 细晶钢在65℃下形成的钝化膜微缺陷更多, 且点蚀诱导时间较短.     

限制模压变形制备超细晶纯铜板材及其耐腐蚀性能

通过限制模压变形制备超细晶纯铜板材,研究变形道次对纯铜的微观组织、力学性能及变形均匀性的影响,采用极化法、电位时间曲线、浸泡试验等研究限制模压变形前后纯铜板材的耐腐蚀性能变化。结果表明,限制模压变形能够有效细化纯铜的微观组织并改善其力学性能。3道次变形后,纯铜的晶粒尺寸由退火态的30μm减小到500 nm左右,平均显微硬度由41.4 HV提高至82.5 HV,变形均匀性也得到显著改善。同时,电化学腐蚀和浸泡腐蚀试验分析结果表明,晶粒尺寸效应与塑性变形均匀程度共同决定限制模压变形纯铜板材的耐腐蚀性能,而变形均匀性的影响效果更为明显。随着变形道次的增加,纯铜板材的局部腐蚀现象逐渐缓解,腐蚀过程更为均匀,耐腐蚀性能得到一定程度的提高。     

316L不锈钢表面溶胶-凝胶法制备TiO2薄膜

为提高316L不锈钢的生物相容性,采用溶胶-凝胶法在316L不锈钢上制备了TiO2薄膜,研究了改性前后316L不锈钢的耐腐蚀性及血液相容性。采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)表征了退火温度对TiO2微观结构的影响;采用电化学工作站测试了涂覆TiO2薄膜前后材料在模拟体液中的耐腐蚀性能;基于接触角测试结果,研究了退火温度对TiO2薄膜亲/疏水性能的影响,计算了TiO2薄膜的表面能及薄膜材料与血液的界面张力。结果表明:400℃和500℃退火的TiO2薄膜晶化为完整的锐钛矿结构,表面结构致密,接触角分别为76.9°和80.1°,在模拟体液中的自腐蚀电流分别为4.04μA/cm2和6.33μA/cm2,与血液间的界面张力远小于316L不锈钢。锐钛矿结构的TiO2薄膜具有良好的耐腐蚀性及血液相容性。     

低温去应力退火对板式换热器用316L不锈钢冷冲压波纹板耐蚀性能的影响

通过马氏体含量测试、XRD物相分析和电化学测试等手段研究了去应力退火对板式换热器用316L不锈钢冷冲压波纹板片耐腐蚀性能的影响。结果表明,随着去应力退火温度的升高,由于奥氏体和应变诱导马氏体相的协作变形导致了316L不锈钢冷冲压波纹板片中残留奥氏体向马氏体的继续转变,使马氏体含量增加并发生马氏体向回火马氏体的转变,造成其自腐蚀电位变得更负,耐腐蚀性能变差。     

人工模拟体液中pH值对离子注N人体医用合金腐蚀行为的影响

采用电化学测试技术研究了在人工模拟体液中pH值变化对离子注N人体用SUS316L不锈钢,Co-Cr合金,工业纯Ti和Ti-6Al-4V合金腐蚀行为的影响。结果表明,随着pH值的降低,试样的腐蚀电位负移,SUS316L不锈钢和Co-Cr合金的点蚀电位与缝隙腐蚀电位降低,使材料发生局部腐蚀的敏感性提高,工业纯Ti和Ti-6Al-4V合金的腐蚀电流密度增大,提高离子释放速度,加大对人体的潜在生理危害。     

超细晶不锈钢腐蚀行为研究

采用高能球磨、等离子放电烧结技术以不锈钢粉末制备了超细晶316不锈钢,通过动电位极化测量和SEM、EDS等腐蚀产物的微观分析,研究了超细晶不锈钢和普通轧制的316不锈钢在氯化铁与盐酸的混合溶液、甲酸和强碱溶液中耐蚀性。结果表明,与普通轧制的316不锈钢相比,超细晶不锈钢耐腐蚀能力有较大的提高;在氯化铁与盐酸的混合溶液中两种不锈钢的腐蚀速率均最大。     

表面电镀钯膜的316L不锈钢在高温稀硫酸/硫酸盐溶液中的耐蚀性

采用电化学极化与电化学阻抗谱及浸泡试验等方法,研究了316L不锈钢表面电镀钯膜在94℃的10%H2SO4+250g/L Na2SO4+16g/L ZnSO4溶液中的耐蚀性能。结果表明,电镀钯使不锈钢的腐蚀电位大幅提高700mV,促进了不锈钢表面的钝化,使其耐蚀性能得到明显提高。当体系中加入一定浓度的氯离子(100~1 000mg·L)后,镀钯试样的自腐蚀电位仍然处于316L不锈钢的钝化电位区间,阻抗值明显下降,其腐蚀速率比不锈钢试样的腐蚀速率显著下降,表明含氯条件下表面镀钯仍可明显提高不锈钢的耐蚀性能。     

超细晶304L不锈钢在含Cl~-溶液中点蚀行为的研究

采用动电位极化、循环极化、电化学阻抗谱、Mott-Schottky曲线结合表面形貌观察,研究了利用等通道转角挤压方法制备的晶粒尺寸为(130±30)nm的超细晶304L不锈钢在含Cl-溶液(0.05 mol/L H2SO4+0.05 mol/L Na Cl)中的点蚀行为.研究表明,超细晶材料比粗晶材料具有更高的腐蚀电流密度和钝化电流密度,更低的腐蚀电位、破钝电位和保护电位,且钝化区更窄.严重塑性变形引起304L不锈钢材料晶粒显著细化,一方面增加了表面钝化膜的施主密度和扩散系数,降低了钝化膜的致密性,使Cl-在材料表面的吸附能力增强;另一方面增加了晶界含量,使Cl-沿晶界向内扩散能力增强,促进了点蚀形核和长大.     

退火温度对ECAP+CR制备的超细晶钛组织及性能影响

工业纯钛经105°模具1道次ECAP(equal channel angular pressing,ECAP)变形与冷轧(cold rolling,CR)复合变形获得超细晶钛,通过透射电子显微镜(TEM)、单向拉伸测试及显微硬度测试等方法,研究退火温度对ECAP+CR制备的超细晶钛组织及性能的影响。结果表明:超细晶钛平均晶粒尺寸约为130 nm,抗拉强度高达813 MPa;当试样的退火温度低于400℃时,组织内部无明显变化,强度、硬度下降缓慢,延伸率提高幅度不大;退火温度高于400℃时,晶粒尺寸逐渐长大,晶粒内部位错密度降低,强度、硬度快速下降;当退火温度达到500℃时,晶粒急剧长大,平均晶粒尺寸约为2μm。     

FeSiBC非晶纳米晶合金材料的腐蚀行为研究

用快冷法制备Fe81Si3.5B13.5C2非晶薄带并在不同的温度下退火,以得到非晶、部分晶化和完全晶化的试样.利用X射线衍射法确定退火前后试样的微观结构以及晶化行为.利用电位极化曲线分析了不同温度下退火后的试样在不同浓度的氯化钠溶液中的电化学腐蚀行为,发现部分晶化的试样具有最好的耐腐蚀性能,而晶化后的试样耐腐蚀性能明显下降.     

纳米化304不锈钢在硫酸溶液中的腐蚀行为

采用表面机械研磨(Surface Mechanical Attrition Treatment,SMAT)在304不锈钢表面制备出纳米晶层(平均晶粒尺寸20nm)。采用腐蚀失重试验和极化曲线测试等方法比较了粗晶(Coarse-grained,CG)和纳米晶(Nano-crystallized,NC)304不锈钢在室温及80℃条件下5%(质量分数)硫酸溶液中的耐蚀性,采用透射电镜(TEM)观察表面纳米化后的微观结构,并利用扫描电镜(SEM)分析了腐蚀行为和微观结构的关系。失重试验结果表明,在两种温度条件下的稀硫酸溶液中,纳米晶结构的304不锈钢耐腐蚀性能明显变差,腐蚀特征以沿晶破坏为主,局部显示出均匀腐蚀形态。电化学测试结果表明,纳米化后的304不锈钢具有更低的自腐蚀电位和更高的自腐蚀电流密度。     

硅烷涂层对316L不锈钢耐腐蚀性能的影响

目的提高316L不锈钢的耐腐蚀性能。方法在316L不锈钢样品表面涂覆主要成分为1,2-二(三乙氧基硅基)乙烷(BTSE)的硅烷涂层。通过电化学分析测试,评价涂覆硅烷涂层的316L不锈钢的耐蚀性,并通过扫描电子显微镜和扫描电化学显微镜对其表面形貌进行分析。结果在相同的腐蚀环境下,与未涂覆硅烷涂层的316L不锈钢样品相比,涂覆硅烷涂层样品的表面更加光滑,点蚀现象明显好转。电化学测试结果显示,涂覆硅烷涂层的316L不锈钢样品的腐蚀电位为?565.02m V,未涂覆硅烷涂层样品的腐蚀电位为?796.01 mV,前者明显高于后者,其腐蚀倾向明显减小。另外,涂覆硅烷涂层的316L不锈钢样品的腐蚀电流为2.5177μA,未涂覆硅烷涂层样品的腐蚀电流为5.4291μA,涂覆硅烷涂层样品的腐蚀电流明显更小,表现出了更好的耐腐蚀性能。通过观察扫描电化学显微镜图像可以得出,未涂覆硅烷涂层的316L不锈钢样品的电流范围为?3.144×10?9～?1.957×10?9 A,涂覆硅烷涂层的316L不锈钢样品的电流范围为?3.004×10?9～?1.975×10?9A,涂覆硅烷涂层样品的电流范围更窄,腐蚀程度明显减轻。结论在316L不锈钢表面涂覆硅烷涂层可以在一定程度上减缓样品的腐蚀程度,硅烷涂层起到了物理屏障的作用,显着提高了316L不锈钢的耐腐蚀性。     

晶粒尺寸对316L不锈钢耐晶间腐蚀性能的影响

研究了316L不锈钢在650℃时效处理24~96h后耐晶间腐蚀性能,利用光学显微镜观察不同晶粒尺寸及时效热处理的316L不锈钢的显微组织及腐蚀形貌的演变。结果表明,在相同的时效处理条件下,晶粒尺寸大的试样腐蚀质量损失小。随着时效时间延长,试样的耐晶间腐蚀能力首先下降,经过48h时效后再上升,试样的敏化规律与晶粒尺寸无关。在650℃时效48h以后的试样已经较好地脱敏。     

微米级选区激光熔化316L不锈钢的拉伸力学性能

为辅助理解金属材料高精密增材制造成形机理,本工作利用微米级选区激光熔化(micro-selective laser melting,M-SLM)技术制备了316L不锈钢,对其拉伸性能及断裂行为进行了研究,并对断后横向和纵向拉伸试样显微组织和断口形貌进行了表征与分析,对近断面塑性变形区的晶粒取向、晶界特征分布等进行了电子背散射衍射(EBSD)分析。结果表明：M-SLM制备316L不锈钢晶粒内部存在尺寸为100～300 nm的胞状组织结构,拉伸断口呈韧窝状,窝口直径80～500 nm,这使得316L不锈钢的横向平均抗拉强度达692.1 MPa,纵向平均断后延伸率达54.6%,明显优于传统SLM技术制备的316L不锈钢。M-SLM制备316L不锈钢在拉伸过程中奥氏体Σ3孪晶界的出现与晶粒取向有关,其在取向接近<111>的晶粒中较易出现。进一步分析指出,Σ3晶界的出现阻断了特殊晶界网络的连通性。通过基于EBSD的矩形截面法对共格Σ3 (Σ3_c)和非共格Σ3 (Σ3_ic)晶界进行了统计分析,显示316L横向拉伸试样近断口区的Σ3_c...     

等通道角挤压制备超细晶纯Ti的腐蚀性能研究

通过等通道角挤压(ECAP)的方法制备了超细晶纯Ti,利用EBSD技术研究了2～4道次样品晶粒尺寸、基面织构强度和大小角度晶界的变化规律。同时,采用动电位极化和EIS的方法研究不同晶粒尺寸样品的耐模拟海水腐蚀性能。结果表明:经过2道次ECAP,原始粗晶纯Ti的晶粒尺寸和基面织构强度减小,小角度晶界分数急剧增加。随着挤压道次的增加,纯Ti的晶粒尺寸继续减小,基面织构强度先增大后减少,小角度晶界分数逐渐降低。相比于原始粗晶纯Ti,所有ECAP制备的超细晶纯Ti的腐蚀电流密度和腐蚀速率明显降低,极化电阻增大,表现出更加优异的耐海水腐蚀性能。另一方面,随着ECAP道次的增加,纯Ti的耐海水腐蚀性能并不是呈单调增加的关系,3道次试样的耐腐蚀性能最优,这主要归因于晶粒尺寸、基面织构和晶界特征分布的耦合影响,其中基面织构强度的影响占据主导地位。     

固溶处理对316L不锈钢晶间腐蚀性能的影响

采用浸泡方法研究了1100℃固溶0.25~2 h对316L不锈钢晶间腐蚀性能的影响,用光学显微镜观察了不同热处理状态316L不锈钢的显微组织与腐蚀形貌的演变,用显微硬度仪测定了不同热处理状态316L不锈钢的硬度。结果表明,在1100℃固溶时间越长,固溶态试样的显微硬度越高,晶粒尺寸越大。随着固溶时间的延长,固溶态试样的腐蚀失重略有降低,敏化态试样的腐蚀失重先迅速降低,然后不再降低。敏化态试样的腐蚀失重高于固溶态试样1倍以上。所有试样的腐蚀失重都随着腐蚀时间的延长逐渐增加。根据实验结果得出,在1100℃固溶0.5~1 h的试样具有较好的综合性能。     

纳米/超细晶奥氏体不锈钢腐蚀机制研究进展

晶粒细化作为强化金属材料的有效方法受到了研究者的广泛关注,其具有高强度、高硬度和良好的耐磨性等特点。同时,晶粒细化对奥氏体不锈钢的腐蚀性能及腐蚀机制影响也得到了广泛的关注。综述了纳米及超细晶奥氏体不锈钢材料的耐腐蚀性能研究进展,着重讨论了超细尺度结构,包括晶粒大小、相组成、孪晶等对不锈钢耐腐蚀性能影响的最新进展。