钛合金的腐蚀机理及耐蚀钛合金的发展现状

钛及钛合金作为耐蚀结构材料在腐蚀工程中的应用已越来越广泛。综述了钛合金在不同腐蚀介质中的几种腐蚀行为及其腐蚀机理,概述了不同合金化元素的添加对钛合金耐蚀性能的影响及其作用机理,最后介绍了耐蚀钛合金的发展现状,以及今后耐蚀钛合金研究的发展方向。     

超细晶钛及钛合金的腐蚀性能研究进展

通过剧烈塑性变形(SPD)技术制备的超细晶钛及钛合金,不仅具有优异的力学性能,其腐蚀性能也与普通粗晶材料明显不同。概述了通过SPD制备的超细晶钛及钛合金的组织特点,从实现超细化前后耐蚀性能的变化方面,介绍了国内外关于超细晶钛及钛合金腐蚀性能的最新研究进展。从位错密度、织构及晶粒尺寸分布等方面,归纳总结了不同因素对超细晶钛及钛合金腐蚀性能的影响。此外,还探讨了未来超细晶钛及钛合金腐蚀行为的研究方向,以期为研制兼具高强度和优良耐蚀性的新型材料提供借鉴。     

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。     

制盐用Ti—0.3Mo—0.8Ni钛合金管材性能的研究

本文研究了Ｔｉ－０．３Ｍｏ－０．８Ｎｉ钛合金管材的冷轧加工率，退火规范对组织和性能的影响关系，经工艺性试验找出最佳加工工艺，生产出优质的抗缝隙腐蚀钛合金管材。     

制盐用Ti－0．3Mo－0．8Ni钛合金管材性能的研究

本文研究了Ｔｉ－０．３Ｍｏ－０．８Ｎｉ钛合金管材的冷轧加工率、退火规范对组织和性能的影响关系，经工艺性试验找出最佳加工工艺，生产出优质的抗缝隙腐蚀钛合金管材．     

飞机液压系统用TA18钛合金管材性能特殊性研究

给出了收缩应变比(CSR)的测试原理及方法,研究了CSR与TA18钛合金管材织构、拉伸性能之间的关系。结果表明,TA18钛合金管材的织构越强,管材的CSR值也会越高。通过研究TA18钛合金管材在不同温度下的拉伸性能,发现随着温度的降低,TA18钛合金管材的强度、塑性均升高,这主要与其在不同温度下的塑性变形机制有关。TA18钛合金管材的CSR值与屈强比、伸长率成正比关系,提高管材的屈强比、伸长率可提高CSR值。通过对TA18钛合金管材的CSR值进行测定,可以反映管材径向和周向的变形性能,解决了管材径向和周向性能评价难题。     

油井管用铁镍基耐蚀合金研究

铁镍基合金作为一种综合耐蚀性能优良且成本低廉的耐蚀合金,在油气田的开采领域已得到了广泛的应用。针对目前在国内油井管材领域应用比较广泛的合金028、825以及G3,分析了析出相形成规律,总结该类耐蚀合金的冶炼、热加工和冷加工、机械性能、耐蚀性能和焊接性能等方面的研究进展。研究表明:有效控制第二相的析出,可以提高合金的耐蚀性能;在管材的生产工艺上要注意热加工以及冷加工过程中的加热温度、冷却速度以及变形温度和变形速率;合金的双极性钝化膜有效提高了材料在复杂服役环境下的抗局部腐蚀性能。     

高盐废水浓缩环境中的TC4钛合金腐蚀研究

从蒸汽机械压缩技术(MVR)腐蚀环境角度,模拟高盐废水浓缩液开展了TC4材料耐腐蚀性能研究,通过微观组织表征、腐蚀失重、缝隙腐蚀、电化学测试(开位电路、电化学阻抗以及动电位极化曲线测试)等腐蚀测试,证实了TC4合金的(α+β)双相钛合金,在各种高氯离子强度环境中的耐缝隙腐蚀能力较强,14d全浸试验没有出现局部点蚀,最大腐蚀速率仅1 mg/(cm2·a)左右,远低于2205双相钢在相同环境下的腐蚀情况.电化学测试结果也表明:TC4钛合金在高氯离子强度溶液中,表面形成的惰性钝化层生成迅速并保持稳定,对抑制材料表面腐蚀、缝隙腐蚀也有较明显作用.TC4合金的高温耐腐蚀性能适用于高盐废水环境,在MVR技术处理高氯含量工业污水方面有潜在应用价值.     

耐火耐候钢的耐腐蚀性能研究

利用Cu、Mo元素在腐蚀环境下的耐蚀作用以及Cu-Mn-Mo元素耐蚀的协同作用,研究出低成本、耐火、耐工业大气腐蚀、抗震新钢种。该钢种具有较好耐大气腐蚀性能,在模拟工业大气腐蚀60个干湿交替周期后,内锈层组织致密,锈层与基体结合紧密,表现出良好的耐工业大气腐蚀性能。     

Ti—12合金的优异耐蚀性与在制盐工业上的应用

简述了耐蚀钛合金Ｔｉ－１２的抗腐蚀性能，进行现场腐蚀试验。结果指出Ｔｉ－１２合金特别是适用于中等还原介质和高温条件，其抗缝隙腐蚀性能优于非合金化钛，它被广泛用作真空制盐的首效加热室等化工设备，并获得显著的经济效益。     

钛合金表面硬化与固体润滑处理层的电化学腐蚀行为研究

分别利用等离子氮化技术和离子束增强沉积(IBED)技术使钛合金表面获得硬质抗磨层和MoS2，MoS2-Ti固体润滑膜层。通过电化学测试技术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：研究结果表明：Ti与MoS2的复合改善了MoS2膜的环境适应性，MoS2—17Ti复合膜层与钛合会接触相容；IBED TiN较钛合金电化学活性低，阳极极化行为与Ti6Al4V合金相近，与钛合金基体间电偶腐蚀敏感性低；钛合金等离子氮化处理层在NaCl水溶液中无论处于自然腐蚀电位还上弱阳极极化状态，均较钛合金电化学活性低，且与钛合金基体间电偶腐蚀敏感性低。     

黄铜表面富植酸钝化工艺研究

采用植酸(50%,质量分数)8 ml.L-1,双氧水(30%,质量分数)30 ml.L-1,硼酸5 g.L-1,聚乙二醇15 ml.L-1,添加剂4 g.L-1钝化液对冷轧HAl72-2.5-1黄铜带材进行钝化处理,探讨工艺条件(钝化温度、钝化时间和钝化液pH值)对富植酸钝化膜耐蚀性的影响。通过硝酸溶液点滴腐蚀试验对黄铜表面富植酸钝化膜的耐腐蚀性能进行研究。结果表明,富植酸钝化膜的最佳工艺条件为:钝化温度范围是35～40℃,pH值为2.5,钝化时间为60 s。SEM微观形貌显示,膜层表面平整,结构致密。失重试验结果表明:经富植酸处理的试样的平均腐蚀速率为0.0054 g.m-.2h-1,与重铬酸盐处理的试样的平均腐蚀速率(0.0040 g.m-.2h-1)相当,比未经钝化处理的试样的腐蚀速率(0.0376 g.m-2.h-1)低的多,说明采用富植酸钝化处理能对合金材料起到很好的保护作用。经过12 h的盐雾法试验显示:经重铬酸盐处理的试样表面有较多的褐色斑点,表面颜色不均匀,而经过富植酸处理的试样表面为金黄色,只有少量的腐蚀斑,说明采用富植酸处理的试样比采用重铬酸盐处理的试样具有更好的抗变色能力。富植酸钝化液中不含铬,废液中不会产生铬污染。     

Alloying OCTG pipes with tungsten

The mechanical and corrosion performance of low alloy steel tubular goods depends on the microstructure obtained as a result of the combination of alloying elements and manufacturing process parameters. The basic design philosophy for the selection of the alloying elements is ruled by the balance between the steel cost and the material performance.Following this approach the alloying sequence for the manufacturing of tubular components in oil country tubular goods(OCTG) application is generally Mn,C,r and Mo,used as substitutional elements in a total added weight concentration around 1%up to 3%.Other elements such as B,Ti,Nb and V are applied as strengthening microalloying elements forming fine precipitates. A lack of experience is found related to the use of Tungsten(W) on OCTG applications,although W is also a substitutional element that belongs to group 6 of the periodic table together with Cr and Mo.On the other hand W is widely added for steel pipes working in high temperature services such as power plant boilers,where creep resistance is needed.It is also applied for tool steels enhancing the hardness,wear resistance and cutting performance. Taken into consideration the similarity between Cr,Mo and W and the applications where W has been proven it was decided to analyze the feasibility of using W as an alternative alloying element for some OCTG applications. Another factor that drives this study is the fact that W could be a cost effective substitute of Mo,depending on the alloy market price. This paper is based on literature review and experimental activity done on laboratory steels in which 0.1%Mo was replaced by 0.2%and 0.4%W.The different findings in regards with manufacturing process considerations, material performance and the possible use of W alloyed steel for OCTG applications are summarized. (1 ) Opposed to the susceptibility shown by low carbon with high Cr-W content,hot cracks are not expected in medium C steels(0.2%-0.3%) with W addition up to 1%. (2) Microporosity-related defects could form if W <<0.4%. (3) An improvement in the oxidation resistance for typical rolling furnace atmospheres in the temperature range 1 200 - 1 340℃was detected if Mo is substituted by W. (4) Theoretically W is one half less efficient in regards with hardenability. (5) No differences were found in the grain size after austenitizing in the temperature range 920 - 1 050℃, independently on Mo and W contents. (6) Tempering resistance was similar to Mo steels and there was no effect on the cementite shape factor,which affects the performance in sour environments. (7) Both pitting and general corrosion resistance are improved by W addition.But W effectiveness in improving pitting resistance is about one half. (8) The use of W as a substitute of Mo has been proven to be feasible and it could be applied for the manufacturing of N80 or L80 OCTG steel grades as per ISO 11960/API 5CT.     

表面处理对海洋工程用316L不锈钢耐点蚀性能的影响

316L不锈钢为常用的耐蚀合金材料,然而其在海洋大气环境服役时易遭受点腐蚀而发生失效。通过点腐蚀速率、临界点蚀温度、点蚀电位、极化曲线测试等评价方法,对经过不同表面处理(光亮退火、抛光、酸洗钝化)后的316L不锈钢的耐点蚀性能进行测试分析。结果表明,不同表面处理对316L不锈钢的临界点蚀温度影响不大,但会使点腐蚀速率、点蚀电位有所差异;在测试条件下,抛光及酸洗钝化均可有效提高316L不锈钢的耐点蚀性能,其中酸洗钝化态的耐点蚀性能最好,因此建议对海洋工程用316L不锈钢产品在使用前进行酸洗钝化处理。     

Corrosion behavior of rare earth cerium based conversion coating on aluminum alloy

The present paper focused on the use of the salt of rare earth cerium as corrosion inhibitor of aluminum by using cathodic electrolytic passivation method.The corrosion resistance and the microphology of the cerium passivation film were studied by the methods of electrochemical method,scanning electron microscopy(SEM),and energy dispersive spectroscopic analysis.From the results,it was shown that good corrosion resistance of cerium-based passive coating was obtained when the compositions were as follows:CeCl3·7H2O,0.05 mol/L;H2O2,30 ml/L;current density,1.1 mA/cm2;temperature,40 oC;time,9 min.SEM and EDS revealed that the cerium conversion coatings formed on the surface of aluminum alloy were related to cerium hydroxide/hydrated oxide depositions.     

螺栓热浸镀Zn-Ni合金工艺

在实验中 ,对不同的助镀剂成分 ,热浸镀工艺及镀后钝化处理进行了研究 ,得出含 0 .1 % Ni的锌合金镀层具有较高的耐磨、耐蚀性能 .黑色低铬盐钝化工艺可降低环境污染 ,提高镀层耐蚀性     

耐腐蚀油井管用钢专利技术研发进展

根据1994年至今全世界公开的耐腐蚀油井管用钢专利技术,概述了耐腐蚀油井管用钢制造企业的研发特点,以及马氏体、奥氏体、双相、复合相不锈钢,低合金钢和Cr合金钢等耐腐蚀油井管用钢的化学成分,关键技术和性能。低成本、耐各种条件腐蚀的油井管开发是油井管生产企业的研发重点。     

稀土对Cu-Ni-Al合金耐冲刷腐蚀性能的影响

在冲蚀试验机上模拟了耐蚀Cu-Ni-Al合金在人工海水冲刷作用下的腐蚀情况,分析了不同冲刷时间、不同海水流速下Cu-Ni-Al合金的腐蚀行为,重点研究了稀土元素对Cu-Ni-Al合金耐海水冲刷腐蚀性能的影响.结果表明,冲刷腐蚀96 h以前,腐蚀速率随着时间延长逐渐降低,96 h以后趋于稳定;海水流速对合金的腐蚀速率影响较大,5.0 m/s流速下合金腐蚀速率比1.5 m/s流速下高;相同冲刷时间和海水流速下,添加稀土后的合金腐蚀速率明显低于不添加稀土元素;1.5 m/s流速下冲刷168 h,稀土含量(质量分数)0.014 6%和0.035 2%的合金比不加稀土的合金腐蚀速率分别降低了2%和5%,在5.0 m/s流速下冲刷168 h后腐蚀速率分别降低了4%和43%;稀土添加后合金在腐蚀过程中表面钝化加快,合金的腐蚀速率降低较快,合金钝化膜质量更好.     

钼酸盐钝化液的研制

研制了一种热镀锌钢板的无铬钝化液,采用在钼酸盐和磷酸钝化液中添加各种化学试剂,以提高钝化膜的耐腐蚀性能。采用附着力试验、醋酸铅加速腐蚀试验、中性盐雾试验和电化学试验分析无铬钝化膜的耐腐蚀性能。结果表明,此无铬钝化膜具有成本低廉且具有良好的抗白绣能力,符合欧洲RoHS指令,可以用来代替铬酸钝化。     

钛表面钛钯合金层耐蚀性能及耐蚀机理研究

采用磁控溅射沉积钯膜层+热扩散技术在工业纯钛表面制备Ti-Pd合金层,研究了Ti-Pd合金层的耐蚀性能,用重量法评价了合金层的腐蚀速率,分析了不同样品经腐蚀后的表面形貌和成分。结果表明:Ti-Pd合金层在37%(质量分数,下同) HCl溶液和80%H_2SO_4溶液中的腐蚀速率比纯钛降低了2个数量级。Ti-Pd合金层经37%HCl腐蚀后,表面含有Ti、Pd、O元素,表面有微小的点蚀坑。Ti-Pd合金层经80%H_2SO_4腐蚀后,表面含有Ti、Pd、S、O元素,表面有亚微米级的点蚀坑。提出了Ti-Pd合金层的耐蚀机理:微量的Pd和Ti O2组成的钝化膜使表面腐蚀电位提高,产生耐蚀效果。