碳钢渗Ti及氮化在硝酸中的耐腐蚀性研究

在碳钢表面实施等离子渗Ti,然后进行离子氮化。将处理试样在1 mol/L HNO3溶液中用PS-268A型电化学测量仪进行耐腐蚀实验,并采用SEM对腐蚀试样表面进行分析。结果表明:在1 mol/L HNO3酸性溶液中,渗Ti、渗Ti+离子氮化试样的致钝电位较未处理碳钢试样明显降低,钝化电位区间分别比未处理碳钢提高3.17倍和2.96倍,试样耐腐蚀性能分别比未处理试样提高7.44倍和4.54倍;腐蚀机理为:未处理碳钢腐蚀后表面形貌表现为较大的腐蚀坑且凸凹和起伏较明显,是典型的孔蚀;渗Ti试样为轻微面腐蚀;渗Ti+离子氮化试样腐蚀机理表现为典型的晶间腐蚀。     

Ti6Al4V合金离子渗Mo组织结构及其腐蚀性能研究

利用等离子表面合金化技术在Ti6Al4V合金基体上制备渗Mo改性层，并与Ti6Al4V基材对比考察在0.5mol／L HCl溶液中的电化学腐蚀性能及在沸腾的37％HCl中的化学腐蚀性能．结果表明，与基材相比Mo改性层在0.5mol／LHCl溶液中的自腐蚀电位提高，腐蚀速率增大；在37％HCl中腐蚀速率明显降低．     

B10铜镍合金在NaCl溶液中腐蚀行为的研究

研究了BFe10-1-1铜镍合金在0.5mol/L NaCl溶液中的选择性腐蚀行为,测其在不同pH值的试验溶液中的阳极极化曲线,并选择一定电化学条件下进行恒电位腐蚀。通过对腐蚀后溶液中的Cu2 和Ni2 含量的分析和对试样断面的微区成分分析,了解不同条件下的BFe10-1-1铜镍合金的选择性腐蚀规律。试验结果表明,BFe10-1-1铜镍合金的选择性腐蚀取决于腐蚀介质的酸碱度及腐蚀电位等电化学条件。在碱性溶液中的耐蚀性比其在酸性溶液中要好,在酸性和弱碱性溶液中脱镍,在强碱性溶液中低电位下脱铜,高电位下脱镍。     

双辉等离子渗铬与高碳钢淬火的耐磨性比较

目的研究相变点下双辉等离子渗铬的渗层在磨粒磨损条件下的耐磨性能。方法采用低温双辉等离子渗金属技术,在高碳钢表面直接形成高硬度渗层,比较研究T10钢整体淬火+低温回火(以下简称T10钢淬火)与调质态T10钢经550℃×8 h预先离子氮化再经560℃×4 h双辉等离子渗铬(以下简称T10钢低温渗铬)的耐磨粒磨损性能。结果在400#砂纸摩擦磨损条件下,T10钢淬火的磨损质量损失面积比率为3.5669×10~(-5)g/mm~2,远小于T10钢低温渗铬(2.9936×10~(-4)g/mm~2),其耐磨性是T10钢低温渗铬的近7倍;在2000#砂纸摩擦磨损条件下,T10钢低温渗铬的磨损质量损失面积比率为6.3694×10~(-6)g/mm~2,小于T10钢整体淬火(1.2739×10-5g/mm~2),其渗层耐磨性约为T10钢整体淬火的2倍。结论低温双辉等离子渗铬的渗层适用于小磨粒状态下的摩擦环境,磨粒的尺度应小于或与渗层的厚度相当。     

T10钢双辉等离子渗铬改性层的形成条件研究

用双辉等离子渗金属技术，在880～900℃温度下，对T10钢进行了表面渗铬试验；分析了渗铬改性层的表观形貌和相结构，测量了渗铬改性层的成分。结果表明，在880～900℃温度下，对T10钢进行双辉等离子渗铬，可得到铬沉积层、铬渗镀层等形式的渗铬改性层。通过调节工艺参数，可对渗铬改性层形式进行控制。     

表面纳米化等离子渗镍对工业纯钛抗腐蚀性能的影响

采用机械研磨对工业纯钛表面纳米化处理,利用等离子双辉进行纯钛表面渗镍。借助SEM、XRD分析处理后的表面形貌、晶粒大小,利用极化曲线以及阻抗谱分析处理后的表面抗腐蚀性能。利用极化曲线以及阻抗谱对处理后的表面进行抗腐蚀性能进行分析。结果表明经过机械研磨处理后的钛表面产生了一层纳米晶,双辉等离子渗镍后的钛表面均匀包覆了一层镍的涂层,试样在模拟海水环境中的抗腐蚀性能有了明显提升,较未处理试样,自腐蚀电位提升了0.35 V,自腐蚀电流密度降低了1.87 A·cm~(-2),极化电阻增加了29.4Ω·cm。     

Ti6Al4V合金渗镀Mo-N表面改性层在不同腐蚀环境下的抗磨损行为研究

采用等离子渗镀技术在钛合金(Ti6Al4V)表面形成均匀致密的钼氮合金渗镀层.在3.5%NaCl溶液、0.5 mol/L 的H2SO4溶液、0.02 mol/L的Na3P04溶液和亨氏溶液中,对比研究了Ti6Al4V合金及其钼氮改性层的抗腐蚀磨损性能.20 000周次腐蚀环境下的微动磨损试验结果表明,渗镀的Mo-N改性层显著提高了Ti6Al4V合金的抗腐蚀磨损能力.电化学噪音测量结果证明,Mo-N改性层削弱了Ti6Al4V合金腐蚀和磨损相互耦合增幅的作用.     

等离子铬镍共渗层与氮化钛薄膜的耐蚀性

对低碳钢表面进行等离子铬镍共渗,在4Cr13不锈钢表面沉积氮化钛薄膜.对两种强化层及其基体进行电化学腐蚀性能测试.结果表明:在1 mol/L的H2SO4溶液中,铬镍共渗试样的耐腐蚀程度和氮化钛薄膜的相当,是4Cr13不锈钢试样的90倍,是低碳钢试样的120倍;在1 mol/L的NaOH溶液中,铬镍共渗试样的耐腐蚀性是4Cr13不锈钢试样的0.67倍,是低碳钢试样4.67倍,是氮化钛薄膜的3.67倍;在3.5％的NaCl溶液中,铬镍共渗试样的耐腐蚀性是低碳钢试样的2.3倍,是氮化钛薄膜的0.167倍,是4Cr13不锈钢试样的0.33倍.     

电化学蚀刻-掺杂316L不锈钢制备PEMFC双极板

目的 研究在0.5 mol/L KNO3和0.1 mol/L HNO3混合溶液中,电极电位对316L不锈钢(316LSS)表层微观形貌、化学组成、耐腐蚀性能和界面接触电阻的影响,以解决316LSS双极板在质子交换膜燃料电池中服役时腐蚀和表面接触电阻较大的问题.方法 借助于电化学交流阻抗、循环伏安、计时电流和动电位极化测试,对316LSS表面发生的电化学反应及改性后性能进行研究.利用电化学工作站、扫描电镜及X射线光电子能谱分析仪,对316LSS的耐腐蚀性能、微观形貌及化合价进行表征,并测量界面接触电阻和反应后溶液中铁铬金属离子浓度进行测量.结果 在0.5 mol/L KNO3+0.1 mol/L HNO3的混合溶液中,316LSS表面发生的反应为不可逆过程,当改性电位为–0.5 V(vs.SCE)时,交流阻抗低频区出现了代表物质吸附的感抗弧,电位负移到–0.6 V(vs.SCE)和–0.7 V(vs.SCE)时,表面发生点腐蚀和晶界腐蚀,膜层的完整性被破坏.最佳电位–0.5 V(vs.SCE)改性后316LSS表面出现凸起结构,表层元素分析发现关键合金元素铬主要以氧化铬和氮化铬形式存在,–0.5 V(vs.SCE)对应的氮化铬占比达54.8％.在140 N/cm2的压力下界面接触电阻与施加电位呈现抛物线关系,最小电阻值为8.7 m?·cm2(–0.5 V(vs.SCE)).改性后的316LSS耐腐蚀性能显著提升,最佳样品的腐蚀电流密度和腐蚀电位分别为0.065μA/cm2和136.738 mV,在模拟燃料电池中运行650 h时,腐蚀电流密度为3.4μA/cm2.结论 电化学改性316LSS的物理化学性能与施加电位大小密切相关.由于316LSS表层钝化膜在电化学反应过程中发生选择性溶解以及原位氮掺杂,促使钝化膜厚度减薄,掺杂氮元素稳定了膜层结构和提高了导电性能,消除了钝化膜对双极板性能的不利影响.最佳改性电位下316LSS表面发生选择性蚀刻形成致密的凸起状氮掺杂膜层,改善了316L不锈钢双极板综合性能.     

BFe10-1-1合金在NaCl溶液中点蚀行为的研究

通过测定合金在不同pH值的05 mol/L NaCl溶液中的阳极极化曲线，以及用扫描电镜、原子吸收光谱对发生点蚀后的试样和溶液进行观察和成分分析，研究了铜镍合金BFe10-1-1在NaCl溶液中的腐蚀行为.结果表明：BFe10-1-1合金在酸性和弱碱性的05 mol/L NaCl溶液下的腐蚀规律基本相似，在强碱性溶液中的低电位下,合金表面可以形成较稳定的钝化膜,因而耐蚀性能较好；当合金发生点腐蚀时，在点蚀坑内发生了脱镍腐蚀.     

宝钢1450板坯连铸中间包钢液等离子加热

本文介绍了等离子系统工作的基本原理及系统构成,分析了等离子枪使用过程中能源介质和用电量的消耗,以及对中间包耐火材料的影响,最终找出枪体功率和枪位高度的最佳匹配关系等.利用等离子枪初步实现了特殊钢种的低温恒温浇注,铸坯晶粒细化效果明显.     

等离子束表面强化技术的研究进展

对等离子束表层合金化技术与激光技术特点和经济性进行了比较,综述了等离子束表面强化技术的基本原理、表面冶金技术、工艺方法和研究进展。与常规CO2激光技术相比等离子束表层合金化技术在技术上、涂层质量上、工艺适应性、生产成本上具有较明显的优势。对等离子束合金化的应用前景进行了展望。     

The characteristics of a low-power-consumption plasma jet and ceramic coatings

The effects of the composition of plasma gases (Ar-N₂, Ar-H₂), arc current, and voltage on the temperature and velocity of a low-power (5 kW) plasma torch in the arc field free region has been investigated using an enthalpy probe. Coatings of Al₂O₃-13TiO₂ were deposited under different conditions. The results show that in the Ar-N₂ plasma, the enthalpy, temperature, and velocity change little with arc current and voltage when regulating the nitrogen proportion in the plasma gas. The hardness of the resulting coatings is 800 to 900 kg/mm² HV.300. For Ar-H₂ plasma, however, increases in the H₂ content in the mixture of the gases remarkably enhanced the velocity and heat transfer ability of the plasma jet, with the result that the coatings showed high hardness up to 1200 HV.     

反极性等离子切割的流场及温度场数值模拟

通过建立反极性等离子切割的数值模型,模拟了不同参数下的等离子体热力学和动力学特征。结果表明,等离子体在枪体内被加热加速并在压缩孔道内达到峰值,而在扩散区域和工件切割腔内等离子体的温度和速度基本保持恒定;等离子枪体的几何尺寸(喷嘴直径和压缩孔道长度)和工艺参数(电流、离子气流量和喷嘴高度)对等离子体的温度和速度具有重要的影响。     

Plasma surface alloying of titanium alloy for enhancing burn-resistant property

Conventional titanium alloy may be ignited and burnt under high temperature, high pressure and high gas flow velocity condition. In order to avoid this problem, bum-resistant alloying layers were made on the surface of Ti-6Al-4V and Ti-6.5Al-0.3Mo-1.5Zr-0.25Si titanium alloys by using double glow plasma surface alloying technology （DG Technology）. Two typical bum-resistant layers Ti-Cr and Ti-Mo were made by DG plasma chromizing and DG plasma molybdenizing, respectively. Bum-resistant properties were tested by layer ignition method using 2 kW laser machine. Ignition experiments result reveals that the ignition temperature of alloyed layer with Mo and Cr concentration above 10% is about 200℃ higher than ignition temperature of Ti-6Al-4V substrate.     

Investigation of the energy characteristics of a plasma torch with an expanding channel for the output electrode

The results of experimental and theoretical investigations of low-temperature plasma generators with an expanding channel of the output electrode are presented. Experimental equipment with a sectioned output electrode has been constructed. The distribution of electric current in the section for different values of the consumption of gas and current is determined.     

Plasma post oxidation of nitrocarburized AISI 4140 steel

Plasma nitrocarburizing and plasma oxidizing treatments were performed to improve the wear and corrosion resistance of AISI 4140 steel.Plasma nitrocarburizing was conducted for 3 h at 570 ℃ in the nitrogen, hydrogen and methane atmosphere to produce the ε-Fe2-3(N,C) phase.It was found that the compound layer produced by plasma nitrocarburising was predominantly composed of ε-phase, with a small proportion of γ'-Fe4(N,C) phase.The thickness of the compound layer was about 10 μm and the diffusion layer was about 300 μm in thickness, respectively.Plasma post oxidation was performed on the nitrocarburized samples with various oxygen/hydrogen ratio at a constant temperature of 500 ℃ for 1 h.The very thin magnetite (Fe3O4) layer 1-2 μm in thickness on top of the compound layer was obtained by plasma post oxidation.It was confirmed that the corrosion characteristics of the nitrocarburized compound layer can be further improved by the application of the superficial magnetite layer.     

Spraying of coatings with the supply of aqueous solutions of various compounds into the plasma jet

Coat obtaining techniques using industrial plasma spraying systems of transformed powder material feed system into plasma jet are considered.     

圆柱形谐振式MPCVD装置的模拟及调控

目的 在实验室自制的5 kW圆柱形单模微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)装置上,系统研究各放电参数对等离子体的影响.方法 采用模拟计算与实验调控相结合的方式,分析微波等离子体、基团的运动和分布与放电参数之间的关系.利用发射光谱诊断等离子体环境,同时,利用SEM和Raman对所沉积的金刚石膜的形貌和质量进行表征,以验证MPCVD装置的调控原则.结果 气压和温度满足Tg=8/3 P关系时,吸收功率密度可达最大.单独提高微波功率和工作气压,能很大程度地增强等离子体的电子密度及改善等离子体球的均匀性,而两者相互之间匹配升高能极大地增加等离子体的电子密度,同时激发更多Hα、Hβ、CH及C2这类适合高质量金刚石膜沉积的活性基团.得到了MPCVD装置长时间稳定运行的等离子体稳定边界,并成功制备出高质量的金刚石膜.结论 功率气压及温度相匹配可以提高吸收功率密度、等离子体密度及均匀性.在圆柱形装置稳定运行的边界条件下,能沉积得到较高质量的金刚石膜.