钛及其合金的腐蚀

钛合金因具有比强度高、耐蚀性好、耐热性高等优点而被广泛用于各个领域。本文综述了pH值、温度、氟化物、氢吸附等环境因素对钛合金耐腐蚀性能的影响,总结了钛合金发生应力腐蚀、氢致开裂、缝隙腐蚀、电偶腐蚀、点蚀等局部腐蚀的特点及机理,并探讨了钛合金在航空航天、海水及盐水环境、生物医学等实际应用环境中的腐蚀性能。     

单相双稀土改性SrZrO3热障涂层的热物理性能

由于SrO和ZrO₂的蒸气压不同, 造成等离子喷涂SrZrO₃涂层组分偏离原始粉末化学计量比, 从而导致制备态涂层中出现第二相ZrO₂。为了获得高相稳定性的单相涂层, 实验采用固相合成法合成并经过喷雾造粒制备了双稀土改性Sr过量SrZrO₃(Sr_1.1(Zr_0.9Yb_0.05Gd_0.05)O_3.05)热喷涂粉末, 采用大气等离子喷涂方法制备了相应的涂层, 研究了单相双稀土改性SrZrO₃热障涂层的热物理性能及其热循环寿命。研究结果表明, 制备态Sr_1.1(Zr_0.9Yb_0.05Gd_0.05)O_3.05涂层中无第二相产生, 1600 ℃热处理360 h后Sr_1.1(Zr_0.9Yb_0.05Gd_0.05)O_3.05保持单相SrZrO₃结构, 高温相稳定性良好。Sr_1.1(Zr_0.9Yb_0.05Gd_0.05)O_3.05涂层的烧结系数为7.27×10 ^-6 s ^-1, 热处理360 h后该涂层的热膨胀系数为(9.0~11.0)×10 ^-6 K ^-1 (200~1400 ℃), 热导率为2.83 W/(m?K) (1000 ℃)。Sr_1.1(Zr_0.9Yb_0.05Gd_0.05)O_3.05/YSZ双层涂层的火焰循环次数为1000次, 失效区域主要发生在Sr_1.1(Zr_0.9Yb_0.05Gd_0.05)O_3.05陶瓷层内。在喷涂粉末中增加SrO的含量能够弥补在大气等离子喷涂过程中Sr元素过量挥发的问题, 成功制备了单相双稀土改性Sr_1.1(Zr_0.9Yb_0.05Gd_0.05)O_3.05热障涂层。双稀土掺杂能够明显提高涂层的热膨胀系数, 且单相双稀土改性Sr_1.1(Zr_0.9Yb_0.05Gd_0.05)O_3.05涂层的抗烧结性能明显优于SrZrO₃涂层, 但单相Sr_1.1(Zr_0.9Yb_0.05Gd_0.05)O_3.05涂层热导率比含有第二相的SrZrO₃涂层高。     

(Gd,Y)相对GW103K时效合金局部腐蚀的影响

对Mg-10Gd-3Y-0.4Zr(GW103K)合金进行193 h时效处理,使用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)观测块状和链状相的微观结构和腐蚀形貌,使用扫描开尔文探针显微镜(SKPFM)测试块状相和链状相与基体之间的相对电势差,研究了这些相对GW103K合金局部腐蚀的影响。结果表明：分布在晶内和晶界的单独块状相为Mg₂(Gd, Y)相,(Gd, Y)固溶体与Mg₂(Gd, Y)相交替排列形成链状相。(Gd, Y)固溶体和Mg₂(Gd, Y)相的相对电势均高于基体,与相邻基体形成微电池,(Gd, Y)固溶体和Mg₂(Gd, Y)相作为阴极促进了周围基体的腐蚀。尽管(Gd,Y)固溶体与基体之间的相对电势差更大,但是与基体的相界面为共格界面,界面能低、化学稳定性高,因此对基体腐蚀没有更强烈的影响。     

稀土对AZ91镁合金干/湿循环腐蚀产物及阻抗行为的影响

采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、能谱分析(EDS)研究添加(La,Ce)混合稀土前后AZ91镁合金在融雪剂溶液中经历干/湿交替循环腐蚀后腐蚀产物的组成和结构。结果表明:未添加(La,Ce)混合稀土的AZ91镁合金的腐蚀产物主要由Mg(OH)_2,MgO,CaCO_3及Mg_6Al_2CO_3(OH)_(16)·4H_2O组成;而添加混合稀土的AZ91镁合金表面生成了(La,Ce)AlO_3等含稀土元素的腐蚀产物,同时腐蚀产物出现致密层。不同周期干/湿交替循环腐蚀的电化学阻抗谱(EIS)测试结果表明,添加(La,Ce)混合稀土的镁合金在相同腐蚀周期的阻抗谱幅值均高于AZ91镁合金的阻抗谱幅值,稀土的添加有助于降低阻抗谱的弥散效应,表明(La,Ce)混合稀土可以提高AZ91镁合金在干/湿交替腐蚀环境中的耐蚀性和腐蚀产物膜的稳定性。     

轴肩直径对5083铝合金FSW接头腐蚀行为和力学性能的影响

对厚度为5 mm的5083铝合金板材进行单面对接搅拌摩擦焊接（FSW）,研究了不同轴肩直径（12,14和16 mm）对搅拌摩擦焊接头金相组织、耐蚀性能以及力学性能的影响。结果表明：随着轴肩直径的增加,焊核区晶粒尺寸逐渐增大,第二相尺寸也有所增加,且出现了不同程度的聚集,热机影响区晶粒尺寸的均匀性变差。从热影响区到焊缝中心,电极电位逐渐增加,焊核区的表面膜一直处于此消彼长的稳定状态,而热机影响区和热影响区的表面膜以溶解破裂为主。焊接接头的表层硬度曲线呈“W”型分布,硬度最低值出现在前进侧热影响区上。当搅拌头轴肩直径为14 mm时,焊核区晶粒尺寸细小,第二相尺寸均匀,接头表面的钝化区间较宽,腐蚀电流密度最小,表面膜稳定,耐蚀性能最好。对应接头的抗拉强度为288 MPa,断后伸长率为10.6%,焊接接头系数达到89.6%,接头的塑性和强度均达到最大值。     

7A52铝合金双丝MIG焊接头的不均匀性对其表面微弧氧化膜腐蚀防护作用的影响

以装甲用7A52铝合金双丝MIG焊接接头易于腐蚀,需要进行必要的防护为背景,采用金相显微镜、扫描电镜、能谱分析和极化曲线为表征手段,研究了焊缝组织和成分的不均匀性对表面微弧氧化膜腐蚀防护作用的影响。结果表明:焊缝区为树枝状的铸态组织;熔合区靠近焊缝一侧为细小的等轴晶组织,紧邻热影响区一侧为柱状晶;热影响区的组织部分发生了再结晶;母材为典型的轧制态纤维组织。微弧氧化膜在焊缝表面生长速率慢,Mg参与形成焊缝表面的氧化膜,使得氧化膜的钝化性减弱,致密性和均一性变差,其腐蚀防护作用不及母材和热影响区表面氧化膜的。短期浸泡时,焊缝区、热影响区及母材表面微弧氧化膜的腐蚀防护作用差别较小;长期浸泡后,焊缝表面微弧氧化膜的腐蚀防护作用明显不及母材和热影响区的。     

微弧氧化膜对7A52铝合金搅拌摩擦焊接头腐蚀不均匀性的影响

7A52铝合金搅拌摩擦焊接头焊核区由于发生动态再结晶，晶粒比较细小，组织呈现“洋葱环”分布，热力影响区的组织沿塑性流动方向分布，热影响区晶粒尺寸发生了明显的长大.接头组织不均匀导致不同区域的腐蚀行为不同. 结果表明，没有微弧氧化膜时，母材的致钝电流远小于焊核区及热(力)影响区，更容易钝化；当微弧氧化膜的厚度为50 μm，母材的致钝电流小于焊核区及热(力)影响区，较薄的微弧氧化膜对接头腐蚀不均匀性的改善作用不明显；当微弧氧化膜的厚度为70 μm时，接头不同区域钝化特征接近，微弧氧化膜有助于减小接头组织不均匀对接头不同区域的腐蚀不均匀的影响.     

Cl~-对镁-铝合金β相模型合金表面膜稳定性的影响

采用电化学阻抗测试技术(EIS)、Mott-Schottky方法对β相模型合金在Cl-溶液环境中形成的表面膜的稳定性和半导体特性进行研究.结果表明,Cl-浓度的增加,使β相表面膜形成和活化溶解的趋势均加剧,即表面膜的稳定性变差.原因在于Cl-浓度较低时,β相表面膜的半导体类型为P型,P型半导体膜是一种阳离子导体膜,Cl-很难通过迁移扩散的方式穿过表面膜.随着Cl-浓度的增大,β相表面膜的半导体类型转变为N型,N型半导体膜便于Cl-穿越膜层到达膜层底部,继续腐蚀金属并使表面膜发生破裂.     

1Cr18Ni9Ti连续驱动摩擦焊摩擦行为初步研究

在原有工艺资料的基础上对1Cr18Ni9Ti进行连续驱动摩擦试验,利用扫描电镜观察在不同摩擦速度下摩擦表面形貌,并测量其摩擦力矩变化,从而对其摩擦界面的摩擦行为和热塑性流动层氧化物的流动排除过程进行了分析.结果表明,当摩擦压力为450N、摩擦速度为1000 r/min时,摩擦界面能达到稳定的热塑性流动状态,摩擦力矩最大,但波动不大,且界面塑性流动层排除氧化膜碎片的能力最强;摩擦速度过大或过小都不利于破碎的氧化膜的排除.     

稀土硅铁对Ni60B/35%WC组合粉喷熔层耐磨性能的影响

在自熔合金粉末Ni60B与质量分数为35g的WC的组合粉中分别加入不同古量的稀土硅铁（FeSiRe），采用氧-乙炔火焰喷涂并重熔．形成喷熔层。对喷熔层进行了显微组织分析以及磨粒磨损试验。探讨了稀土硅铁提高组合粉喷熔层耐磨性的原因。试验结果表明。稀土硅铁的加入。可以改变喷熔层中混合碳化钨的形态；不同含量的稀土硅铁。均有不同程度提高喷熔层耐磨性的作用。