Ti6Al4V合金表面离子铌合金化及其耐磨性能研究

采用双辉离子渗技术对Ti6Al4V钛合金表面渗Nb,利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计、磨损试验机、电化学测试系统研究钛合金表面离子渗Nb合金化层的形态、结构、力学性能、摩擦学性能和电化学腐蚀性能,并探讨渗Nb改性处理对钛合金在3.5%NaCl溶液中腐蚀磨损行为的影响.结果表明,渗Nb工艺参数对合金化层的形态、结构和性能影响显著,高浓度渗Nb合金化改性层表现出良好的强化效果,显著地改善了Ti6Al4V合金的抗大气环境和抗NaCl溶液腐蚀磨损性能.Ti6Al4V合金基材和渗Nb层的耐磨性能在NaCl溶液中优于大气环境,其原因归于溶液的润滑作用和试样的良好耐腐蚀性能.     

拉应力与电偶因素对2E12铝合金腐蚀行为的影响

为探讨应力和电偶双重因素对2E12-T3铝合金腐蚀行为的影响,采用应力腐蚀试验,电偶腐蚀试验以及电化学阻抗技术、金相技术、扫描电镜分析技术,研究了应力和电偶双重因素对铝合金腐蚀行为的作用机理。研究结果表明:2E12-T3在NaCl-H2O2溶液中具有很高的应力腐蚀敏感性。未偶接不锈钢时,随着所受外加拉应力水平的提高,铝合金表面阻抗略有降低,合金抗腐蚀能力下降,外加拉应力提高了铝合金的腐蚀敏感程度。偶接不锈钢后,同应力条件下的阻抗值较偶接前低很多,并且相同应力水平下的断裂时间缩短为未偶接时的1/3,电偶因素起到了很大的作用。在应力因素和电偶因素的共同作用下,铝合金腐蚀敏感性非常高。     

阳离子对P110钢高温高压CO2腐蚀反应过程的影响

运用腐蚀失重、腐蚀表面成分分析和电化学测量技术，研究了在高温高压条件下阳离子对P110油管钢CO2腐蚀行为的影响.结果表明：随着试验时间的延长，阳离子的存在使得电极反应速率降低较慢，它不仅通过在金属表面成膜影响腐蚀反应的阳极过程，而且同时改变了腐蚀反应的阴极过程；在反应初始阶段EIS具有2个时间常数，电极反应由活化控制，随着腐蚀的进行，腐蚀产物膜越来越厚，越来越致密，EIS的低频端出现Warburg阻抗与容抗的叠加，自腐蚀电位下的电极反应属于混合控制；溶液中是否含有Ca2+、Mg2+离子，在P110钢腐蚀成膜过程中EIS存在一定的差别，并且使阻抗谱拟合结果在相同的腐蚀时间内产生很大的变化.      

噻唑在油气井环境中对油管钢的电化学缓蚀机理研究

利用交流阻抗技术和动电位极化方法研究了噻唑缓蚀剂在模拟高温高压油气井水介质中对N80油管钢的缓蚀机理。结果表明：在二氧化碳环境中,噻唑的缓蚀机理服从“负催化效应”,在钢刀表面有很强的吸附能力,缓蚀效率较高,在腐蚀产物膜上吸附能力降低;在二氧化碳和硫化氢混合环境中,噻唑的缓蚀机理变为“几何覆盖效应”,吸附能力较差,缓蚀效率较低,但是能改变腐蚀产物膜的性能。     

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。     

不同应力水平下2A12/40CrNiMoA的电偶腐蚀行为及其对材料性能的影响研究

为研究外加应力对金属材料电偶腐蚀行为的影响,采用电化学法和浸泡法研究了不同应力水平下电偶对2A12/40CrNiMoA的电偶腐蚀行为,利用金相显微镜和扫描电镜对试样腐蚀后的表面形貌特征和腐蚀产物的结构进行观察。结果表明,2A12承受的应力水平增大,电偶电流密度增加,电偶腐蚀敏感性提高;无外加应力时,作为阳极的2A12铝合金表面的腐蚀形式是局部的点蚀,并伴有少量晶间腐蚀;外加应力增加到75%σs时2A12铝合金表面腐蚀明显加剧,大量孔蚀相连,形成严重均匀腐蚀。因此,应力对2A12铝合金腐蚀行为有较大影响。根据实验得到的不同腐蚀周期内2A12铝合金的腐蚀特征和质量损失率,建立了腐蚀损伤材料力学性能的预测模型。通过对理论计算和实验测试结果的对比,两者吻合较好,这证明了本模型和方法的可行性。     

常压条件下N80钢的CO2腐蚀的电化学特性

运用电化学测量技术研究了N80油管钢在常压条件下的CO2腐蚀电化学行为.结果表明：在30℃、60℃、90℃范围内,阳极反应机理没有发生变化,而阴极反应机理在60℃时已经发生改变,自腐蚀电位下的EIS反映的是阳极过程的EIS特性;由于60℃生成的腐蚀产物软而无附着力,极化电阻最小,相应的腐蚀速率最快.      

钛合金表面辉光离子渗Mo合金化层在航空煤油环境中的摩擦学行为(英文)

为改善钛合金在航空煤油中的摩擦学性能,采用辉光离子渗技术在Ti6Al4V合金表面制备Mo合金化层。分析合金化层的表面形貌和微观结构,测试合金化层的显微硬度和元素沿层深的分布,对比研究钛合金基体、渗Mo合金化层和5CrMnMo工具钢在航空煤油中分别与GCr15钢及QSn4-3铜合金配副对磨时的耐磨性能,并探讨渗Mo合金化层的表面粗糙度对摩擦磨损行为的影响。结果表明:经表面抛光处理后,钛合金表面辉光离子渗Mo合金化层不仅显著降低了钛合金的摩擦因数,而且有效增强了摩擦配副的耐磨性。渗Mo合金化层的摩擦性能优于5CrMnMo工具钢。实验还发现铜合金配副的磨损体积损失与Mo合金化层的表面粗糙度成正比,这主要是由合金化层与配副表面之间微凸体的磨粒磨损作用决定的。     

SO_4~(2-)对X80管线钢在酸性红壤模拟溶液中腐蚀行为的影响

采用动电位极化曲线、电化学阻抗谱(EIS)及三维视频显微镜技术研究了在酸性红壤模拟溶液中SO_4~(2-)对X80管线钢腐蚀行为的影响。结果表明:随着酸性红壤模拟液中SO_4~(2-)含量的增加,X80钢的腐蚀呈现出先减缓后明显加剧的趋势;在含5%(质量分数,下同)SO_4~(2-)的模拟溶液中,X80钢的腐蚀失重量最低、腐蚀电流密度最小。结合EIS分析表明:SO_4~(2-)的含量会影响X80钢的腐蚀行为,1%~5%SO_4~(2-)会阻碍Cl-在电极表面的吸附,减缓腐蚀;高含量的SO_4~(2-)会破坏电极表面膜的形成,使腐蚀加速。     

取样方法对管线钢应力腐蚀开裂行为影响的研究

采用应力环、C形环和4点弯曲加载试验方法,分别选取直接取样和机械压平后取样2种方式,研究了X52和X80两种管线钢母材及其焊缝区硫化物环境应力腐蚀开裂(SSCC)行为,并通过X射线衍射法和有限元模拟法分析了4点弯曲加载试样的残余应力分布特征,探讨了取样方法对不同管径的管线钢应力腐蚀行为的影响规律和机理.结果表明,对于大直径管线钢SSCC行为评价,直接取样与机械压平后取样均较合适;对于小直径管线钢,采用直接取样的C形环加载法是合理的,而采用机械压平后取样的4点弯曲加载法由于在压平过程中引入了较大的残余应力,由此导致试验结果与管线钢自身SSCC敏感行为产生较大差异,因而是不合适的.