变形铝合金表面锆基化学转化膜的研究现状

化学转化膜是金属表面主要的处理方法之一，具备良好的附着力和耐蚀性，能为铝合金提供一定的临时防护。传统的六价铬酸盐化学转化膜在日渐严苛的环保压力下已经逐渐淘汰，取而代之的是近几年发展迅猛的三价铬及无铬锆基化学转化膜。铝合金可分为铸造铝合金和变形铝合金，按照所含主要合金元素和热处理状态可分为若干个系列和型号。本文选取几种典型的变形铝合金，综述了不同铝合金微观组织对转化膜成膜过程的影响，化学转化液添加剂、预处理和后处理工艺对转化膜性能的调控及作用机理，以及几种典型商业钝化剂在变形铝合金表面的应用。总结了目前变形铝合金表面锆基化学转化膜仍面临的问题和发展趋势，未来化学转化膜需在满足新型铝合金发展要求的基础上，通过不同有机、无机添加剂以及外场作用对转化膜的成膜均一性、完整性进行调控，以提高转化膜的综合性能。     

pH响应型可降解纳米容器的制备及防腐性能*

为了合成快速响应的纳米容器,实现缓蚀剂靶向释放,更好地解决油气田管道金属进一步腐蚀的状况,采用修饰的St?ber法,改变无机和有机硅源的摩尔比合成了不同亚胺嵌入的有机硅纳米颗粒(S-SNPs)并负载缓蚀剂MBT得到了智能缓蚀剂MBT@S-SNPs,并研究其智能防腐性能。研究结果表明,S-SNPs在中性环境下稳定,而在酸性环境下发生降解,从而可以实现对缓蚀剂的控释。另外,电化学测试结果表明含有智能缓蚀剂腐蚀试样的阻抗值为空白试样的5倍,有效缓解了腐蚀的发生。S-SNPs的响应降解以及与缓蚀剂之间的相互作用实现了缓蚀剂的高效负载(16%)和pH响应释放。S-SNPs可响应腐蚀引起的pH变化,在腐蚀的靶向修复方面具有广阔应用前景。图25参10     

盐穴储气库卤水介质对A3钢腐蚀规律研究及防护分析

为了解决地下盐穴储气库注采管线与造腔管线合并带来的造腔期的卤水腐蚀问题,采用水腐蚀性测试方法,研究了地下盐穴储气库卤水管道工况和介质对管道腐蚀的影响规律。研究结果表明,温度、卤水浓度、溶解氧含量、流速均会加剧卤水对A3钢的腐蚀,结合卤水管道应用工况,建议选用双金属复合钢管,既能起到优良的耐蚀防护作用,又能在一定程度上降低成本,对实际工业生产具有较高的经济价值。     

高压柱塞高速激光熔覆镍基合金涂层组织和耐磨性

目的 通过高速激光熔覆技术改善高压柱塞镍基合金涂层的组织，并提高涂层的耐磨性能。方法 分别采用常规激光熔覆（P=1.8 kW，vs=500 mm/min）和高速激光熔覆（P=1.8 kW，vs=7000 mm/min），在高压柱塞45#钢基材上制备了SD-Ni45耐磨涂层，分别测试了两种涂层的稀释率、微观结构、硬度，并通过可控气氛微型摩擦磨损试验仪和扫描电镜，对熔覆层的耐磨性进行了分析。结果 高速激光熔覆层的稀释率约为常规激光熔覆层的68%。高速激光熔覆层的物相与常规激光熔覆层的物相基本相同，并无新的物相析出，主要包括γ-(Ni,Fe)固溶体、Cr-Ni-Fe固溶体、Cr23C6以及少量的WC等强化相，但高速激光熔覆层的整体组织更加细小致密，硬质相颗粒分布更为均匀。高速激光熔覆层与常规激光熔覆层的平均显微硬度分别为600HV0.1、460HV0.1，高速激光熔覆层与常规激光熔覆层的磨痕宽度分别为210、315 μm，磨损量分别为(7.4±0.8)、(4.4±0.6) mg，高速激光熔覆层的耐磨性相对于常规激光熔覆层提高了约1.7倍。结论 高速激光熔覆技术可以有效地改善常规激光熔覆层裂纹敏感性大、稀释率较高、涂层较厚等缺陷，高速激光熔覆层的硬度和耐磨性较普通激光熔覆层有所提高。     

两种结构临界喷嘴内气固两相流动对比研究

为分析催化裂化能量回收系统中临界喷嘴的磨损问题,采用计算流体力学CFD数值模拟软件Fluent中的标准k-ε湍流模型和随机轨道模型(DPM)对孔板式、拉瓦尔式两种结构的临界喷嘴内气固两相进行耦合计算。结果表明:颗粒相对两种临界喷嘴的磨损位置差异较大,孔板式临界喷嘴磨损区域主要在主烟道壁面,距临界喷嘴插入点1 000~1 500 mm区域,产生磨损的颗粒主要为大于5μm颗粒;而催化剂颗粒对拉瓦尔式临界喷嘴磨损区域在喷嘴扩散后段,距临界喷嘴插入点0~500 mm区域,磨损颗粒主要为小于10μm粒径颗粒,颗粒对拉瓦尔喷嘴主烟道不产生磨损;两种临界喷嘴磨损存在差异的原因:孔板式临界喷嘴不存在扩散减速段,颗粒以90 m/s的速度冲刷主烟道壁面;拉瓦尔式扩散段内出现旋转涡流携带催化剂颗粒冲刷壁面产生磨损。     

硅丙乳胶的制备及增韧水性硅树脂涂层的应用研究

以甲基丙烯酸甲酯（MMA）、丙烯酸丁酯（BA）、甲基丙烯酸（MAA）和改性单体 γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（MPTS）为主要原料制备了硅丙乳胶，并采用自制乳胶对水性硅树脂进行增韧改性。通过 FT-IR和 TEM对乳胶进行表征分析，并考察乳胶用量对增韧涂层机械性能的影响。结果表明：单体均已成功参与聚合，生成了核壳分明且壳中富硅的乳胶粒子；与纯丙乳胶相比，改性后的乳胶 T_g提升了 6. 7 ℃，水接触角增加了 9. 4°，乳胶膜粗糙度明显增加。相较于纯丙乳胶，硅丙乳胶对水性硅树脂具有更好的增韧效果，当 Si-6乳胶用量为 30%时，复合树脂涂层的综合机械性能和耐候性最佳。     

镍基熔覆层表面超声冲击处理组织及耐蚀性研究

目的 提升激光熔覆Ni基涂层表面组织及耐蚀性能。方法 采用激光熔覆技术制备成形好、无裂纹的Ni基涂层，随后进行超声冲击处理。采用扫描电子显微镜（SEM）、电子探针（EPMA）及电化学设备等，研究熔覆层和冲击硬化层的组织及耐蚀性能，分析Ni基熔覆层的冲击强化机制。结果 激光熔覆Ni基涂层主要由γ-(Fe,Ni)固溶体和晶界碳化物组成，组织形貌由底及表为胞状树枝晶和细小的树枝晶。熔覆层内晶界的Cr元素含量高于晶内，且上部枝晶内的Cr元素含量高于底部和中部。超声冲击处理未改变熔覆层内的物相组成，但在表面形成厚度约5 μm的细晶层，冲击硬化层内晶界的碳化物被破碎成细小的碳化物并弥散分布于晶内，起到细晶强化和弥散强化的作用。超声冲击后，表面粗糙度由0.52 μm降至0.29 μm，硬度提升50%以上。电化学测试表明，冲击硬化层的平均自腐蚀电位上升37.21 mV，平均自腐蚀电流密度下降57.9%，腐蚀表面均匀平整，大量细小的碳化物弥散分布。结论 超声冲击处理细化了Ni基熔覆层的表层组织，且表面的耐蚀性能明显提高。     

氢在钢铁表面吸附以及扩散的研究现状

氢进入钢铁内部是其发生氢脆的前提,而氢在管线钢表面经历物理吸附、解离、化学吸附、扩散一系列过程才能进入管线钢内部,其中氢原子的化学吸附以及氢扩散是关键步骤。综述了氢在钢铁表面吸附、扩散的研究方法、成果,展望了氢吸附以及氢扩散的研究方向。目前研究氢吸附的主流方法是第一性原理计算。在氢扩散研究方面,试验研究能够分析钢铁组织、相、宏观尺度因素变化对氢扩散的影响;有限元、分子力学、第一性原理多种尺度模拟计算可以分析微区结构变化对扩散的影响。氢在表面的吸附以及表层原子的扩散对氢脆有重要影响,但氢原子在钢铁表面的吸附以及表层扩散主要集中在无缺陷的αFe表面。氢与缺陷的相互作用研究主要集中在体相内部,钢铁表面状态的变化对氢吸附以及表层扩散的影响相关报道较少。需进一步开展在含缺陷钢铁表面的氢吸附研究,阐释表面应力、位错、晶界、相界、合金元素等因素对氢吸附、表层区域氢扩散的影响机理。     

激光熔覆CoCrFeMnNiMox高熵合金的组织和耐蚀性研究

目的 为了增强钢制结构表面的耐蚀性,研究Mo含量对CoCrFeMnNiMox高熵合金组织与耐蚀性的影响。方法 采用激光熔覆的方式在N80钢上制备CoCrFeMnNiMox（x=0.1、0.2、0.3、0.4、0.5）高熵合金熔覆层,研究Mo含量变化对高熵合金组织、物相与耐蚀性的影响。结果 CoCrFeMnNiMox熔覆试样均由单一的FCC固溶体相组成,随着Mo含量的增加,晶格畸变增大;当Mo的摩尔比超过0.3后,晶粒有长大倾向;Mo的摩尔比为0.5时,表面择优生长晶面由（111）密排晶面转变为（200）非密排晶面。熔覆试样在氯化钠溶液和稀硫酸溶液中的耐蚀性相较N80钢提升明显,其中,CoCrMnFeNiMo0.3的耐蚀性最好,在质量分数为3.5%的氯化钠溶液中其自腐蚀电流密度是N80钢的5%,自腐蚀电位比N80钢提高了1倍;在0.5 mol/L硫酸溶液中,其自腐蚀电流密度是N80钢的31%,钝化区电流密度比N80钢降低了1个数量级。结论 在该高熵合金体系中,随着Mo含量的增加,晶格畸变增大。CoCrMnFeNiMox高熵合金熔覆层可以有效地阻止基体腐蚀的发生。Mo元素在溶液中能够形成MoO3附着在金属表面,从而形成稳定致密的保护层,减少点蚀的发生。CoCrMnFeNiMo0.3熔覆层的耐蚀性最好。     

激光熔覆FeCrNiCoMoCuBSi高熵合金涂层的腐蚀磨损性能

利用激光熔覆技术在316L不锈钢表面制备了FeCrNiCoMoCuBSi高熵合金涂层,分析了其组织结构、硬度、摩擦磨损、电化学腐蚀和腐蚀磨损性能。结果表明,熔覆层成型良好,表面无裂纹、气孔等缺陷。熔覆层主要由FCC固溶体相组成,微观组织以“柳条状”树枝晶为主,结合区为平面晶,与基体呈良好的冶金结合。熔覆层的平均硬度为700 HV_0.2,约为基材的3.5倍。熔覆层在不同载荷下的摩擦系数均低于基材,磨损量小于基材,表现出明显优于基材的耐磨性。在3.5wt% NaCl溶液中,熔覆层自腐蚀电流密度为4.74×10^_-8A.cm^_-2,低于基材两个数量级,耐蚀性优异。在摩擦载荷与腐蚀耦合作用下,熔覆层开路电位发生负偏移,腐蚀倾向增大。随摩擦载荷增大,自腐蚀电位负移,自腐蚀电流密度增大,摩擦促进腐蚀作用增大。