添加Cu对M5合金在500℃过热蒸汽中耐腐蚀性能的影响

用高压釜腐蚀实验研究了添加0.05%—0.5%Cu(质量分数)对M5(Zr-1%Nb)合金在500℃/10.3 MPa过热蒸汽中耐腐蚀性能的影响;用TEM和SEM分别观察了合金基体和腐蚀后氧化膜的显微组织.结果表明:Cu含量低于0.2%时,随着Cu含量的增加,合金的耐腐蚀性能得到明显改善;继续提高Cu含量则对进一步改善合金耐腐蚀性能的作用不明显.Cu含量不超过0.2%时,Cu主要圈溶在α-Zr基体中;当Cu含量高于0.2%时,Cu除了圈溶在α-Zr基体中之外,其余的Cu主要以Zr_2Cu型第二相析出.固溶在α-Zr基体中的Cu,在α-Zr被氧化后可以延缓氧化膜中空位扩散凝聚形成孔隙和孔隙发展成为微裂纹的过程,增加氧化膜的致密度,从而提高合金的耐腐蚀性能.可见,对M5合金耐腐蚀性能影响起主要作用的是固溶在α-Zr中的Cu,而不是含Cu第二相.     

Zr-Nb-Cu合金在500℃/10.3MPa过热蒸汽中的腐蚀行为

将添加不同Cu、Nb含量的Zr-Nb-Cu合金在500℃/10.3MPa过热蒸汽条件下腐蚀,用TEM和SEM研究合金腐蚀后生成氧化膜的显微组织。结果表明:添加Nb或Cu元素总含量较低时,Zr-Nb-Cu合金在500℃/10.3MPa过热蒸汽中会出现较严重的不均匀腐蚀。Zr-0.2Nb-0.2Cu和Zr-0.2Nb-1.0Cu合金表现出较好的耐腐蚀性能;Zr-0.2Nb-Cu合金中的Cu含量达到0.2%(质量分数)后,能够完全抑制不均匀腐蚀现象的发生,但在实验条件下继续提高Cu含量对其耐腐蚀性能的影响作用不大。锆合金腐蚀生成氧化膜中的微结构,特别是微孔洞、微裂纹等缺陷的形成与合金元素及第二相的氧化过程密切相关。Nb元素的存在会延缓Zr_2Cu相的氧化及其氧化物的扩散迁移,抑制氧化膜中裂纹的产生,延缓氧化膜中柱状晶向等轴晶形态的转变,从而提高含Cu锆合金的耐腐蚀性能。     

Zr-1Nb-xCu合金在400℃过热蒸汽中的耐腐蚀性能

采用静态高压釜腐蚀试验研究了在Zr-1Nb锆合金基础上添加Cu的Zr-1Nb-xCu(x=0~0.5,质量分数,%)合金在400℃/10.3 MPa过热蒸汽中的耐腐蚀性能,用TEM和SEM分别观察了合金的显微组织和氧化膜的断口形貌。结果表明,当Zr-1Nb合金中添加的Cu含量不超过0.2%时,大部分Cu都固溶在α-Zr中,合金中析出的第二相主要为尺寸细小的β-Nb,这时合金在400℃/10.3 MPa过热蒸汽中的耐腐蚀性能会随着合金中Cu含量的增加而得到明显的提高;当Zr-1Nb合金中添加的Cu含量超过0.2%时,合金中析出了Zr2Cu型第二相,且析出的Zr2Cu型第二相会随着Cu含量的增加而数量增多,尺寸增大。在Zr-1Nb-0.35Cu合金中,析出了适量的Zr2Cu型第二相,这对改善合金在400℃/10.3MPa过热蒸汽中的耐腐蚀性是有利的;但是在Zr-1Nb-0.5Cu合金中,由于析出了数量较多且尺寸较大的Zr2Cu型第二相,在400℃过热蒸汽中腐蚀时将诱发疖状腐蚀,对合金的耐腐蚀性能是有害的。     

添加Cu和Mn对Zr-4合金耐腐蚀性能的影响

在Zr-4合金中添加Cu和Mn,用非自耗真空电弧炉熔炼了成分不同的7种锆合金,用高压釜在360℃/18.6MPa/0.01 mol/L Li OH水溶液中和400℃/10.3 MPa过热蒸汽中进行长期腐蚀试验,与出厂退火态Zr-4样品和经过重熔加工的Zr-4样品的耐腐蚀性能进行了比较。结果表明:添加0.05%~0.18%的Cu或0.07%~0.35%的Mn,或同时添加0.08%Cu和0.09%Mn都可以明显改善合金在Li OH水溶液中的耐腐蚀性能,在腐蚀增重曲线上没有出现明显的转折,耐腐蚀性能明显优于Zr-4合金;但是添加Cu或Mn后却使合金在400℃过热蒸汽中的耐腐蚀性能变坏,影响的程度随着Cu或Mn含量的增加而增加,并且Mn的有害作用比Cu更明显。讨论了氧化膜生长各向异性特征与添加合金元素之间的关系,解释了添加Cu和Mn合金元素后对Zr-4合金耐腐蚀性能在不同腐蚀条件下产生不同影响的原因。     

Zr-0.80Sn-0.4Nb-0.4Fe-0.10Cr-xCu合金在400 ℃过热蒸气中的耐腐蚀性能

采用静态高压釜腐蚀试验研究了Zr-0.80Sn-0.4Nb-0.4Fe-0.10Cr-xCu(x=0.05~0.5,质量分数,%)合金在400℃,10.3MPa过热蒸气中的耐腐蚀性能,用TEM和SEM分别观察了合金的显微组织和氧化膜的断口形貌。结果表明:当Cu含量不超过0.2%时,合金中析出的第二相主要是尺寸较小的Zr(Fe,Cr,Nb)2型和少量尺寸相对较大的含Cu的Zr3Fe型;当Cu含量超过0.2%时,合金中析出了Zr2Cu型第二相,随着Cu含量的增加,Zr2Cu型第二相尺寸增大,数量增多;在添加0.05%Cu的合金中就有含Cu第二相的析出,说明Zr-0.80Sn-0.4Nb-0.4Fe-0.10Cr-xCu合金-Zr基体中固溶的Cu含量很低。当Cu含量不超过0.35%时,合金的的耐腐蚀性能基本没有差别;但是当Cu含量达到0.5%时,由于合金中析出了尺寸较大、数量较多的Zr2Cu型第二相,致使合金的耐腐蚀性能变差。     

杂质含量对ZM5合金铸件耐腐蚀性能的影响

研究了相同工艺条件下Cu、Fe、Ni杂质含量对ZM5合金铸件耐腐蚀性能的影响。在5%的氯化钠溶液中测试了不同杂质含量的ZM5合金铸件的腐蚀速率,同时观察了铸件表面的腐蚀形貌。结果表明:Cu、Fe和Ni三种杂质元素含量对ZM5合金铸件抗腐蚀性具有较大影响;随着三种杂质元素含量的增加,铸件的腐蚀速率增加。将Cu元素含量控制在0.015%以下,Fe元素含量控制在0.005%以下,Ni元素含量控制在0.001%以下,可以保证ZM5合金铸件具有较高的耐腐蚀性能,随着Cu、Fe、Ni等杂质含量的减少,铸件腐蚀速率降低,耐腐蚀性能提高。     

Zr-0.8Sn-0.4Nb-0.4Fe-0.1Cr-xCu合金在360℃ LiOH水溶液中的耐腐蚀性能

采用静态高压釜腐蚀试验研究了在S5(Zr-0.8Sn-0.4Nb-0.4Fe-0.1Cr)锆合金基础上添加Cu的S5+x Cu(x=0~0.5,质量分数,%)合金在360℃/18.6 MPa/0.01 M LiOH水溶液中的耐腐蚀性能,用TEM和SEM分别观察了合金和氧化膜的显微组织。结果表明,在S5合金中添加Cu对其在360℃/18.6 MPa/0.01 M LiOH水溶液中的耐腐蚀性能是有害的,特别是当S5合金中添加的Cu含量超过0.2%时,合金在360℃/18.6 MPa/0.01 M LiOH水溶液中的耐腐蚀性能会随Cu含量的增加而急剧恶化,这主要是因为此时合金中含有富铜的Zr_2Cu型相析出,这种Zr_2Cu型相对锆合金在360℃/18.6 MPa/0.01 M LiOH水溶液中的耐腐蚀性能非常有害。     

热速处理对Mg-7Al-0.4Zn-0.2Mn合金耐腐蚀性能的影响

测定自腐蚀电位、盐雾腐蚀速率和观察试样盐雾腐蚀表面形貌,研究了热速处理对Mg-7Al-0.4Zn-0.2Mn合金耐腐蚀性能的影响.结果表明：合金的腐蚀行为受到显微组织和铁含量的共同影响.过热温度(Ts)为810 ℃时,热速处理对合金耐腐蚀性能的改善作用并不大;过热温度为850 ℃时,热速处理显著细化了合金晶粒,β相的尺寸和间距变小,β相对α相腐蚀的阻碍作用增加,而且合金中的铁含量并没有提高,从而改善了合金在试验条件下的耐腐蚀性能;过热温度为890 ℃时,组织中存在热裂纹和显微疏松缺陷,合金含铁量显著增高,合金的耐腐蚀性能下降.相同的过热温度下,合金的耐腐蚀性能随着激冷速度(Vc)的增大而逐步改善.综合考虑合金的显微组织和耐腐蚀性能,优化的热速处理工艺为：Ts=850 ℃,Vc=2.0 ℃/s.此时,合金的耐腐蚀性能达到试验的最佳值,自腐蚀电位比未热速处理合金提高约15 mV,盐雾腐蚀速率比未热速处理合金降低21.9%.     

Ni含量对提高Zn-Ni合金在3.5%NaCl溶液中耐腐蚀性能的影响(I):极化和阻抗研究（英文）

Zn在保护钢铁材料不被海水腐蚀方面发挥重要作用。Zn和Ni的合金化能改善它的耐腐蚀性能。通过Tafel曲线和电化学阻抗谱(EIS)研究Zn-Ni合金在合成海水(3.5%NaCl,质量分数)中的腐蚀行为,并比较不同Ni含量(0.5%~10%,质量分数)合金和纯Zn的耐腐蚀性能。结果表明:Zn-Ni合金的耐腐蚀性能优于纯Zn,只有Ni含量为0.5%的合金除外。Ni含量为10%的合金具有最好的耐腐蚀性能,这是由于在合金中形成了γ-Zn3Ni和γ-Zn Ni相。但Ni含量为0.5%的合金比纯Zn具有更高的腐蚀速率(更差的耐腐蚀性能)。     

Ni含量对提高Zn-Ni合金在3.5%NaCl溶液中耐腐蚀性能的影响（I）：极化和阻抗研究

Zn在保护钢铁材料不被海水腐蚀方面发挥重要作用。Zn和Ni的合金化能改善它的耐腐蚀性能。通过Tafel曲线和电化学阻抗谱(EIS)研究Zn?Ni合金在合成海水(3.5% NaCl,质量分数)中的腐蚀行为,并比较不同Ni含量(0.5%~10%,质量分数)合金和纯 Zn 的耐腐蚀性能。结果表明：Zn?Ni 合金的耐腐蚀性能优于纯 Zn,只有Ni含量为0.5%的合金除外。Ni含量为10%的合金具有最好的耐腐蚀性能,这是由于在合金中形成了γ-Zn3Ni 和γ-ZnNi相。但Ni 含量为0.5%的合金比纯Zn具有更高的腐蚀速率(更差的耐腐蚀性能)。     

挤压铸造Al-Cu-Mn和Al-Zn-Mg-Cu合金耐腐蚀性能研究

采用酸性盐雾试验,对Al-4.5Cu-0.8Mn和Al-7.3Zn-2.9Mg-1.9Cu 2种挤压铸造合金的耐腐蚀性能进行了对比研究.结果表明,在盐雾腐蚀过程中,随着腐蚀时间的延长和压力的增大,两种合金的耐腐蚀性能都出现了一定程度的下降.前者的腐蚀是由分布于枝晶间和晶界处的T(Al12CuMn2)和θ(Al2Cu)相溶解引起的,后者的腐蚀是由合金中η相的优先溶解,以及沿晶界分布的S相边沿的(Al)基体溶解所致;前者的耐腐蚀性能明显优于后者.     

Zn-Sn-Cu-xNi无铅焊料合金的电化学腐蚀行为（英文）

通过铸造法制备Zn-30Sn-2Cu-xNi (x=0, 0.5, 1.0, 1.5,质量分数,%)无铅焊料合金,并研究该合金的微观组织演化及在0.5 mol/L Na Cl溶液中的腐蚀行为。采用电位动力学极化和电化学阻抗谱(EIS)技术研究其电化学行为,以此评估Ni元素含量对Zn-Sn-Cu合金腐蚀性能的影响。通过观察腐蚀过程中合金表面显微组织的演变,分析Zn-Sn-Cu-Ni合金的腐蚀机理。结果表明,添加0.5%Ni由于形成致密而均匀的腐蚀层从而有效提高Zn-30Sn-2Cu合金的耐腐蚀性能,且其主要腐蚀产物为Zn O, Zn(OH)₂和Zn₅(OH)₈Cl₂·H₂O。当Ni含量达到1.0%和1.5%时,Zn-30Sn-2Cu合金的耐腐蚀性能下降,主要是由于(Ni,Cu)₅Zn₂₁金属间化合物与富Zn相之间的电偶腐蚀加速富Zn相的溶解。因此,Zn-30Sn-2Cu-0.5Ni焊料合金具有最佳的耐腐蚀性能。     

Cu含量对一种新型Al-Mg-Si合金晶间腐蚀的影响

采用浸泡腐蚀实验和电化学实验研究了Cu含量变化和热处理条件对一种新型舰载飞机用Al-Mg-Si合金的耐腐蚀性能的影响.结果表明,添加Cu后,实验合金的 腐蚀方式由点蚀转变为晶间腐蚀,且腐蚀程度随Cu含量的增加而严重;与欠时效和过时效状态相比,T6态对晶间腐蚀较敏感,与晶界析出相的连续分布有关.电化学实验表明,所有实验合金均较快进入钝态;随Cu含量的增加,实验合金的自腐蚀电位向正向变化,腐蚀电流密度增加;随时效时间的延长,点蚀电位、晶间腐蚀的临界点位和自腐蚀电位逐渐向负向变化.而点蚀电位和自腐蚀电位随时效时间呈抛物线变化,晶间腐蚀的临界电位则呈直线变化.        

Zr-1Nb-XBi合金在400℃过热蒸汽中的耐腐蚀性能

用静态高压釜腐蚀实验研究了添加0.05%~0.3%(质量分数)Bi对Zr-1Nb合金在400℃/10.3 MPa过热蒸汽中耐腐蚀性能的影响;用SEM观察了腐蚀140 d的氧化膜显微组织。结果表明:随着Bi含量的增加,Zr-1Nb-XBi合金的耐腐蚀性能逐渐提高。说明添加Bi可以改善Zr-1Nb合金的耐腐蚀性能。氧化膜显微组织观察表明,Bi的添加使氧化膜内表面起伏程度变小,断口上等轴晶与柱状晶的界面附近孔隙和微裂纹减少。这说明Bi的添加可以有效延缓氧化膜的显微组织演化过程,从而提高了合金的耐腐蚀性能。     

电器元件用铜镍合金的改性

为获得耐蚀性和高温力学性能均较好的电器元件用改性铜镍合金,采用分段球磨与合金化集合的方法,进行电器元件用Cu89.3Ni5Sn5Sr0.5Y0.2改性合金制备,并进行了光学显微镜、扫描电镜和能谱分析以及力学性能、耐腐蚀性能的测试与分析。结果表明,采用集合分段球磨技术与合金化技术,可以制备出力学性能和耐腐蚀性能得到明显改善的电器元件用Cu89.3Ni5Sn5Sr0.5Y0.2合金。与现有Cu90Ni5Sn5合金相比,Cu89.3Ni5Sn5Sr0.5Y0.2合金的力学性能(尤其是高温力学性能)和耐腐蚀性能得到了显著提高,20℃、100℃、200℃和400℃抗拉强度分别增加87MPa、144 MPa、211 MPa、259 MPa;腐蚀电位正移438mV。     

Cu和Sb对ZA27合金耐腐蚀性的影响

采用电化学和浸泡腐蚀试验研究了ZA27合金在质量浓度为35g/L的NaCl水溶液中的腐蚀行为,探讨了加入元素Cu、 Sb对其塔菲尔曲线以及自腐蚀电位、线性极化电阻、自腐蚀电流等电化学参数的影响,并利用扫描电镜和能谱对各合金浸泡腐蚀后的形貌进行了观察.结果表明,Cu在适量的范围内能改善合金的耐蚀性,使试验合金的自腐蚀电位朝正向移动,腐蚀电流密度降低;含量过高时,对合金的耐蚀性反而有恶化作用.随着Sb含量的增加,试验合金的自腐蚀电位朝负向移动,腐蚀电流密度增加,降低了ZA27高铝锌基合金的耐腐蚀性能.     

Zr-0.7Sn-1Nb-0.03Fe-xCu-xGe(x=0,0.05,0.2)合金在400℃/10.3MPa过热蒸汽中耐腐蚀性能的研究

利用静态高压釜腐蚀实验研究了Zr-0.7Sn-1Nb-0.03Fe-x Cu-x Ge(x=0,0.05,0.2,%,质量分数)系列合金在400℃/10.3 MPa过热蒸汽中的耐腐蚀性能;利用TEM和SEM分别观察了合金基体和氧化膜的显微组织。结果表明:同时添加0.05%Cu和0.05%Ge时,可以改善Zr-0.7Sn-1Nb-0.03Fe合金在400℃/10.3 MPa过热蒸汽中的耐腐蚀性能。合金显微组织的TEM观察和EDS分析表明:合金中存在4种第二相,分别是bcc结构的β-Nb,hcp结构的Zr(Nb,Fe)2,四方结构的Zr2Cu和Zr3Ge。本研究制备的Zr-0.7Sn-1Nb-0.03Fe-x Cu-x Ge合金中,Cu和Ge在α-Zr基体的最大固溶含量均小于0.05%,两种元素同时添加改变了单一元素添加时元素在α-Zr基体中的固溶度和第二相的析出。腐蚀220 d时氧化膜的形貌表明:固溶在α-Zr基体中的Cu和Ge可以延缓氧化膜中显微组织的演化,从而改善了合金的耐腐蚀性能。     

Cu含量对Zr-0.80Sn-0.34Nb-0.39Fe-0.10Cr-xCu合金在500℃过热蒸汽中耐腐蚀性能的影响

采用静态高压釜腐蚀实验研究了Zr-0.80Sn-0.34Nb-0.39Fe-0.1Cr-xCu(x=0.05-0.5,质量分数,%)合金在500℃,10.3 MPa过热蒸汽中的耐腐蚀性能,利用TEM观察了合金的显微组织.结果表明:添加(0.05-0.5)Cu对合金在500℃过热蒸汽中的耐腐蚀性能影响不大.当x≤0.2时,合金中的第二相主要为hcp结构的Zr(Fe,Cr,Nb)_2和含Cu的正交结构的Zr_3Fe;当x>0.2时,除了Zr(Fe,Cr,Nb)_2和含Cu的Zr_3Fe外,还有四方结构的Zr_2Cu析出.Zr(Fe.Cr.Nb)_2比较细小.而含Cu第二相的尺寸较大.即使在添加0.05Cu的合金中也有含Cu第二相析出,说明Cu在该合金α-Zr基体中的固溶量很低.因此,添加(0.05-0.5)Cu对该合金在500℃过热蒸汽中的耐腐蚀性能影响不大的原因可能与固溶在α-Zr基体中的Cu含量低有关.     

Cu和Ag添加对TC4合金耐人工海水腐蚀性的影响

为进一步改善TC4合金性能,尤其耐海水腐蚀性,采用自耗电极真空电弧熔炼(VAR)法在TC4合金基体中加入Cu和Ag,制备分别含1%、2%Cu(质量分数,下同)的TC4-Cu和含1%Ag的TC4-Ag合金。利用电化学方法研究了不同合金在人工海水中的腐蚀行为与特征。结果表明,添加Cu和Ag后,TC4合金在人工海水中的腐蚀电位升高,腐蚀电流减小,可以有效提高TC4合金的耐腐蚀性能。     

Cu_xCr_2Fe_2Ni_3Mn_2Nb_(0.4)Mo_(0.2)高熵合金的组织和耐蚀性能

通过真空电弧熔炼制备了Cu_xCr_2Fe_2Ni_3Mn_2Nb_(0.4)Mo_(0.2)(x=0、0.1、0.2)高熵合金,采用XRD、SEM、腐蚀试验和动电位极化测试等分析手段研究了Cu含量对合金微观组织及耐腐蚀性能的影响。结果表明,Cu_xCr_2Fe_2Ni_3Mn_2Nb_(0.4)Mo_(0.2)高熵合金的微观组织主要由FCC结构和BCC结构相组成。随着合金中Cu含量的增加,合金微观组织由FCC和BCC混合组织转变为单一的FCC组织,组织形貌由树枝晶逐渐向等轴晶转变,且在晶界形成大量的富Nb、Mo初生相。随着Cu含量的增加,在10%的HNO_3溶液中合金的腐蚀速率先减小后增大,其中Cu_(0.1)Cr_2Fe_2Ni_3Mn_2Nb_(0.4)Mo_(0.2)合金具有最好的耐腐蚀性能。原因在于该合金的自钝化区间最宽,更容易在HNO_3溶液中形成致密度较高的钝化膜,从而有效减缓溶液对合金的侵蚀作用,降低合金的腐蚀速率。