感应熔覆Ni60涂层显微组织及耐蚀性

利用两步法,感应熔覆制备了内、外壁Ni60合金涂层钢管.研究了熔覆涂层腐蚀前、后截面显微组织以及腐蚀产物膜的微观形貌特征,利用失重法测量了涂层盐雾、CO2腐蚀速率,定量评价了熔覆涂层的耐腐蚀性能.结果表明:熔覆Ni60涂层全致密,内部均匀分布大量碳化物、硼化物硬质点,涂层与基体之间冶金结合,界面处互扩散区宽度约为8 μm.熔覆Ni60涂层对基体有较好的防腐保护作用,盐雾腐蚀环境下出现锈斑的时间大于150 h,平均腐蚀速率为0.75 g/(m2· h),涂层动态CO2腐蚀相对静态CO2腐蚀更加剧烈,实验温度348 K时,静态腐蚀速率为0.78 g/(m2·h),动态腐蚀速率为1.02 g/(m2·h).     

高温高压氯离子环境对螺杆钻具硬铬镀层腐蚀行为的影响

目的研究螺杆钻具表面硬铬镀层在高温高压氯离子环境下的腐蚀行为。方法利用高温高压反应釜模拟螺杆钻具的井下环境,对螺杆钻具表面硬铬镀层进行腐蚀和检测,通过正交实验法研究温度、压力和氯离子浓度对硬铬镀层腐蚀状态的影响。采用动电位扫描、腐蚀失重法,研究硬铬镀层的电化学参数及腐蚀特征。通过扫描电镜(SEM)和能谱(EDS),分析镀层腐蚀后的微观形貌和表面成分的变化。结果影响硬铬镀层腐蚀速率的最大因素是氯离子浓度,其次是温度,再次是压力。年腐蚀深度最严重为0.8925 mm/a,最大的腐蚀速率为1.9026 g/(m~2·h)。腐蚀速率随着氯离子浓度的升高而降低,随着温度和压力的升高而升高。结论推断在温度180℃、压力15 MPa和Na Cl质量浓度30 g/L的条件附近,硬铬镀层腐蚀最严重。氯离子是影响镀铬层腐蚀速率的主要因素,因为氯离子优先在敏感位置(钝化膜的薄弱点处,如裂纹)引发孔蚀核。在闭塞腐蚀电池催化作用下,镀层表面不断形成孔蚀,裂纹被加宽,最终导致少部分区域镀层剥落,影响镀层整体保护性能。     

公路桥梁钢绞线的腐蚀性能研究

采用电化学测试和盐雾试验方法,考察了公路桥梁钢绞线在不同预应力作用下的腐蚀性能。结果表明:随着预应力增加,腐蚀电流密度不断增高;同时,钢绞线的腐蚀速率逐渐上升。当预应力从0上升至1 080 MPa时,钢绞线的盐雾腐蚀速率从120 mg/(dm·d)上升至248 mg/(dm·d)。钢绞线表面的腐蚀产物主要为Fe(OH)_3、Fe_2O_3·H_2O和Fe_2(SO_4)_3·8H_2O。     

高压高产气井应急试采过程中采气树抗冲蚀性能分析

目的研究高压高产气井在大排量应急试采工况下,日产量和日出砂量对气固两相流采气树冲蚀行为的影响。方法运用CFD数值模拟方法,在Eulerian和Lagrangian坐标系下求解气体-颗粒、颗粒-壁面间的相互作用,并捕捉颗粒运动轨迹。采用用户自定义函数(UDF)编写冲蚀磨损方程,分析日产量和日出砂量对于采气树冲蚀速率、冲蚀位置和颗粒轨迹的影响。结果日产量由100万方增加到1000万方时,采气树内气体流速逐渐增大,最大流速为当地音速365 m/s,最大冲蚀速率则由4.14×10~(-8) kg/(s·m~2)增大至3.462×10~(-7) kg/(s·m~2)。气体从采气树四通内流入两翼支管发生节流,压降随日产量的增加而增大。当日产量为1000万方时,最大压降为1.52 MPa;当日产量超过300万方,气体流入旁通支管时,压降形成的流动功将大部分颗粒直接带入支管,造成主要冲蚀区域由四通内壁扩大至旁通支管内壁。当日出砂量由7.7方增大至38.5方时,最大冲蚀速率由7.121×10~(-8) kg/(s·m~2)增大至3.462×10~(-7) kg/(s·m~2)。结论日产量和日出砂量均与冲蚀速率呈正相关关系,控制应急试采日产量是降低采气树冲蚀速率的有效方式。     

氧化硼除铁净化镁合金的研究

在镁合金熔剂JDMR中加入氧化硼净化镁合金液,使铁含量降低到0.002%左右.氧化硼最佳用量为0.61%,最佳处理温度735℃,最佳处理时间40min.处理后的镁合金腐蚀速率从15.1mg/(cm2·day)降低到0.4mg/(cm2·day).X衍射证明FeB的形成是氧化硼除铁的主要原因.最后从热力学和动力学角度分析了氧化硼除铁机制.     

采用钛基活性钎料高温钎焊高强石墨

采用Ti基活性钎料对高强石墨进行了高温钎焊试验。研究了焊接温度、保温时间、焊料量、降温速率对试样连接强度的影响。通过正交实验优选工艺，确定最佳工艺为：焊接温度1420℃，保温时间20min，焊料量280mg，降温速率10℃／min。所得连接件的最高相对抗弯强度为62．55％。微观结构研究表明，在石墨／焊料界面处C元素和Ti元素发生了显著的互扩散，生成了厚度约15μm的反应层，实现了良好的界面结合。接头区域XRD分析表明，在石墨／焊料界面上几乎全部为TiC，在焊料内部距此界面200μm处仍有部分TiC存在，但主相是纯Ti，还有部分Ti2Ni。在焊料内部距此界面400μm处主相是纯Ti，次相是Ti2Ni，无TiC存在。     

7B50超高强铝合金喷水淬火过程综合表面换热系数的计算（英文）

采用改进型Jominy样品精确测定7B50合金厚板喷水淬火时样品内部的温度场(冷却曲线),并利用JMat Pro软件获得7B50合金热物性参数随温度的变化关系。以反传热原理为基础,采用ProCAST有限元软件计算得到喷水淬火时淬火表面的综合表面换热系数的变化规律。结果表明:喷水淬火时,距淬火表面6 mm处,淬火敏感温度区间(420~230°C)内的平均冷却速率为45.78°C/s;喷水淬火开始0.4 s时,综合表面换热系数达到峰值69 kW/(m~2·K),此时对应的淬火表面温度为160°C;喷水淬火初期,淬火表面中心的冷却曲线上出现"温度平台"现象,平台对应的温度范围为160~170°C,持续时间约为3 s;在温度平台持续期间,淬火表面的换热机制从核态沸腾阶段转变为对流换热阶段。     

缓蚀剂添加量对Q235螺纹钢耐蚀性能的影响

目的提高螺纹钢的耐蚀性能。方法采用模拟穿水淬火冷却工艺,在加入ZnSO_4缓蚀剂的介质中对Q235螺纹钢进行淬火热处理。通过XRD测试、大气腐蚀和电化学测试(包括极化曲线和交流阻抗)等手段对不同淬火介质中Q235螺纹钢进行表征和测试。结果淬火处理后试样表面生成Fe_2O_3、Fe_3O_4和Zn(OH)_2的保护膜,当ZnSO_4缓蚀剂添加量达到120 mg/L时,Q235螺纹钢的腐蚀速度由自来水淬火状态的0.4583 g/(d·m~2)降低到0.2083 g/(d·m~2),腐蚀速度降低了54.5%;Q235螺纹钢的腐蚀电位由-0.3752 V提高到-0.2997 V,增加了20.1%;腐蚀电流由5.2482×10~(-5)A降低到1.6082×10~(-5)A,降低了69.3%;容抗谱Rr由25.58Ω增加到32.52Ω,增加了27.1%。Q235螺纹钢在模拟雨水中的极化形式为电化学极化。结论 ZnSO_4缓释剂可有效提高Q235螺纹钢的耐蚀性能。     

火焰喷涂和等离子喷涂FeCrBSi涂层及其防滑和耐磨性能研究

目的采用大气等离子喷涂(APS)和火焰喷涂(FS)在304不锈钢基体上制备FeCrBSi涂层,并对比研究两种工艺制备涂层的防滑和耐磨性能。方法通过光学显微镜、场发射扫描电镜和X射线衍射仪对涂层的显微形貌和结构进行分析,通过维氏硬度计测试涂层的显微硬度。采用摩擦磨损试验机和三维光学显微镜,测量涂层在干摩擦条件下的摩擦系数和磨损量。结果两种喷涂方法制备的涂层多孔,在喷涂过程中极少发生氧化。与火焰喷涂涂层(749HV0.1)相比,大气等离子喷涂涂层(837HV0.1)具有更高的维氏硬度值。在摩擦试验中,火焰喷涂涂层的磨损率为(38.63±2.37)×10~(-6)m~3/(N·m),而大气等离子喷涂涂层的磨损率为(9.5±0.49)×10~(-6)m~3/(N·m),但两种涂层的摩擦系数区别较小,在频率2 Hz、载荷10 N的条件下的摩擦系数为0.6~0.7。结论两种涂层的磨损机制均为疲劳磨损,喷涂态FeCrBSi涂层具有较好的防滑耐磨性能,且大气等离子喷涂涂层性能优于火焰喷涂涂层。     

净化处理对Mg-Gd-Y-Zr镁合金耐蚀性的影响(英文)

在真空和非真空条件下对Mg-Gd-Y-Zr镁合金进行过滤净化处理。利用OM和SEM方法分析合金中夹杂物的种类、形貌、尺寸分布和体积分数;利用盐雾实验和电化学测试研究Mg-Gd-Y-Zr镁合金中夹杂物对合金耐蚀性的影响。结果表明:过滤净化处理可以有效地去除合金中的夹杂物;通过净化处理,合金中的夹杂物平均尺寸从12.7μm减小到2.0μm,夹杂物的平均体积分数从0.30%降低到0.04%;随着合金中夹杂物尺寸的减小,盐雾腐蚀实验中合金的腐蚀速率从38.8g/(m2·d)减少到2.4g/(m2·d);在电化学实验中,腐蚀电流密度减小,极化电阻升高,Mg-Gd-Y-Zr镁合金的耐蚀性得到了提高。     

抗高温高浓盐酸席夫碱基吡啶季铵盐缓蚀剂的研究

目的 开发环境友好、抗高温耐浓酸的长效缓蚀剂复配体系.方法 采用红外光谱仪对席夫碱基吡啶季铵盐的分子结构进行表征,采用高温高压腐蚀测定仪、吸附等温模型、动力学参数、扫描电镜和量子化学计算,研究了缓蚀剂对N80的缓蚀性能及其吸附机理.结果 在120、140、160℃温度下,随着席夫碱基吡啶季铵盐缓蚀剂(以下简称Shif-PyQA)质量分数的增大,腐蚀速率在低浓度时大幅减小,缓蚀率在低浓度时大幅增加,两者在高浓度时均逐渐趋于平稳.在所测温度范围内,N80在空白溶液中的腐蚀速率远大于在加有Shif-PyQA溶液中的腐蚀速率.随着温度的升高或反应时间的增加,N80的腐蚀速率持续增大,缓蚀率逐渐减小,但减小幅度不大.当温度为120℃、Shif-PyQA质量分数为2％时,N80在20％盐酸中的腐蚀速率为28.77 g/(m2·h),缓蚀率为97.97％;当温度为140℃、Shif-PyQA质量分数为3％时,N80在20％盐酸中的腐蚀速率为37.12 g/(m2·h),缓蚀率为97.71％;当温度为160℃、Shif-PyQA质量分数为4％时,N80在20％盐酸中的腐蚀速率为63.91 g/(m2·h),缓蚀率为96.41％.Shif-PyQA在N80表面的吸附遵循Langmuir等温吸附模型,属于单分子层化学吸附,且N80表面的吸附为自发过程.动力学参数结果表明,添加不同质量分数的Shif-PyQA后,活化能大大增加为74.16～88.43 kJ/mol,属化学吸附.量子化学研究表明,席夫碱基吡啶季铵盐(以下简称PyQ-S)分子可与金属形成多中心的稳定吸附,同时PyQ-S分子接受电子的趋势大于供出电子的趋势.结论 Shif-PyQA在温度为120、140、160℃时,均可达到SY/T 5405—2019中相关指标要求,对N80具有较好的缓蚀作用.     

碳纳米管对AZ31镁合金抗腐蚀性能影响与机制研究

研究碳纳米管对镁合金抗腐蚀性能的影响,在氩气保护下,采用搅拌铸造法制备碳纳米管增强AZ31镁基复合材料,观察并分析其显微组织,并进行盐水静态浸渍试验,研究碳纳米管的加入量对复合材料在3.5%NaCl(质量分数,下同)溶液中腐蚀行为的影响,测试浸泡过程中3.5%NaCl介质的pH值变化;利用扫描电子显微镜对复合材料腐蚀形貌进行观察和分析;并对复合材料的抗腐蚀机制进行分析。结果表明:碳纳米管的加入能有效地提高复合材料的抗腐蚀性能,当碳纳米管加入量为1.5%(质量分数)时,平均腐蚀速率由AZ31基体3.2068mg/(m2·s)降为1.1069mg/(m2·s)。     

生长速率对定向凝固Zn-Al-Bi共晶合金显微组织、力学性能和电学性能的影响（英文）

采用Bridgman型定向凝固炉在一定温度梯度和不同生长速率下制备Zn-5%Al-0.2%Bi(质量分数)合金。测量了定向凝固Zn-Al-Bi合金的枝晶间距、显微硬度、抗拉强度和电阻率。采用线性回归分析研究生长速率对合金枝晶间距、显微硬度、抗拉强度和电阻率的影响。在低生长速率下(小于450.0μm/s),所得结果与在相似生长速率下定向凝固的Zn-Al合金的结果吻合,但与Jackson-Hunt共晶理论和高生长速率下的实验结果不同。Zn-Al-Bi共晶合金的临界生长速率为450μm/s。从热流-温度曲线中可以得到,Zn-Al-Bi合金的熔化焓、固液相比热差以及熔化温度分别为112.55 J/g、0.291 J/(g·K)和660.20 K。     

喷涂距离对等离子喷涂WC-12Co涂层抗冲蚀磨损性能的影响

为提高WC-12Co涂层抗冲蚀磨损性能,在Q235钢基体上采用大气等离子喷涂(APS)方法制备WC-12Co涂层,研究了喷涂距离对粒子温度与速度、涂层组织结构、力学性能及抗冲蚀磨损性能的影响。结果表明:喷涂距离对涂层质量影响较为明显,喷涂距离为130 mm时涂层质量较好,粒子速度与温度达到较好的配合,涂层抗冲蚀磨损能力较强。喷涂距离为120 mm与140 mm时涂层抗冲蚀磨损能力较差。550μm(30目)沙粒直径对涂层冲蚀磨损量大,沙粒速度为15.68 m/s比13.33 m/s沙粒速度冲蚀磨损量大;冲蚀角为60°时冲蚀磨损量最大,30°冲蚀磨损量最小。     

搅拌速率对银-石墨复合镀层耐蚀性和耐磨性的影响

采用电沉积法在纯铜基体上制备了银-石墨复合镀层,研究了镀液搅拌速率对银-石墨复合镀层耐蚀性和耐磨性的影响。结果表明:随着搅拌速率的增大,复合镀层中石墨的含量先增大后减小,自腐蚀电流密度和自腐蚀电位呈现先增大后减小的趋势,但整体变化幅度不大;搅拌速率为320~920r/min时,随着搅拌速率的增大,复合镀层摩擦因数增大,磨损率增大。考虑到工业生产要求,最佳搅拌速率为420r/min,此时制备的复合镀层的磨损率可低至8.13×10~(-14) m~3/(N·m)。     

环氧树脂/重结晶碳化硅复合材料的抗腐蚀性能

以E44型环氧树脂(EP)为填充材料,制备了环氧树脂填充重结晶碳化硅(EP/RSiC)复合材料。通过对表面形貌、动态电位极化曲线、电化学阻抗图谱、腐蚀速率进行分析,研究了EP/RSiC在静态室温条件下2 mol/L H_2SO_4溶液和4 mol/L NaOH溶液中的腐蚀行为。结果表明:EP/RSiC复合材料结构致密,具有较低的腐蚀电流密度和较高的自腐蚀电位,抗腐蚀性良好。EP/RSiC复合材料的腐蚀由SiC的活性溶解造成,因此EP/RSiC复合材料更容易受到碱性溶液的腐蚀,并且其腐蚀行为受电荷传递控制;EP/RSiC复合材料的腐蚀速率随EP填充量的增加而减少。15%(体积分数)EP/RSiC的抗腐蚀性最佳,在2 mol/L H_2SO_4溶液中的腐蚀速率为152 mg/(dm~2·d),在4 mol/L NaOH溶液中的腐蚀速率为310 mg/(dm~2·d),与RSiC相比其腐蚀保护效率分别达到90.5%和93.7%。     

甘油水溶液控湿方法及其对热镀锌钢SO2大气腐蚀的影响

采用模拟大气腐蚀试验装置,研究了湿度对热镀锌钢SO₂大气腐蚀行为的影响以及甘油水溶液湿度控制的影响因素。结果表明,采用甘油水溶液控制湿度时,为保证湿度控制准确,甘油水溶液与控湿空间的容积之比为1/100～1/125左右为宜,腐蚀挂片距甘油水溶液面的距离控制在150 mm以下为宜。镀锌钢在SO₂大气腐蚀环境下的初始腐蚀产物对进一步腐蚀具有抑制作用;在SO₂浓度相同的情况下,镀锌钢的大气腐蚀速率随湿度的增大而增大;镀锌层在SO₂大气腐蚀后出现突起和剥离,腐蚀产物呈现针状和层状,结构疏松。     

35kV架空输电线路钢芯铝绞线内层铝股线的腐蚀失效分析

采用SEM和EDS对福建省某海岛上失效的35kV钢芯铝绞线进行表面和断口的形貌观察和成分分析。结果表明,表面主要由铝,Al(OH)3和Al5(CO3)3(OH)13·xH2O等物相组成,组成的元素除了铝、氧外,还含有碳、硅、硫、氯、钠、镁、钙等。碳、硅等元素集中在表面以及距表面250~500μm处。海洋大气、CO2和尘埃等腐蚀介质导致内层铝股线严重腐蚀,大量腐蚀产物粘附在基体上,表面上有以腐蚀区域为核心的发散裂纹。在腐蚀、振动和线张力的作用下,疲劳裂纹扩展带呈现半椭圆轮廓线,最终导致材料断裂。     

正交试验优化电沉积 Ni-Cr 泡沫合金工艺

目的获得电沉积Ni-Cr泡沫合金的最佳工艺参数。方法采用正交实验法研究镀液成分等工艺参数对镀层沉积速率、厚度以及合金中Cr含量的影响,并利用扫描电子显微镜等测试手段对镀层横截面厚度等镀层指标进行了考察。结果阴极电流密度为28 A/dm2,镀液pH值为2.0,镀液温度为25℃,CrCl3·6H2O的质量浓度为125 g/L,配位剂与Cr3+摩尔比为1.8时,电沉积60 min能够获得表面光亮平整的Ni-Cr合金镀层,镀层厚度为24.09μm,沉积速率为0.4198 mg/(cm2·min),镀层中Cr的质量分数为14.76%。结论镀液温度在25~40℃范围内,对Ni-Cr合金镀层厚度、沉积速率的影响最大;镀液中CrC13·6H2O浓度、配位剂与Cr3+的摩尔比两个因素,对合金镀层中Cr含量的影响较大。     

镍基合金多孔管不同烧结温度下的孔结构和力学性能

以Inconel625合金粉末和增塑剂为原料,采用增塑挤压工艺成功制备出规格为Ф6 mm×600 mm的薄壁细长镍基合金多孔过滤管坯体。研究了烧结温度对过滤管孔结构和性能的影响。结果表明,随着烧结温度的提高,过滤管的烧结收缩率增大、拉伸断裂强度提高,最大孔径和相对透气系数则呈现逐渐降低的趋势。经1120℃×2 h真空烧结制得的镍基合金过滤管的最大孔径为1.42μm、相对透气系数为31.53 m~3/(h·k Pa·m~2),拉伸断裂强度为340.83 MPa。在该条件下得到的镍基合金过滤管具有良好力学性能,同时兼具适合的孔径和透气系数。