CaCl2熔盐中自烧结电解制备粉体Cr3C2及其机制

以氧化铬和石墨粉为原料,采用聚乙烯醇粘接,压制成阴极片,以光谱石墨棒为阳极,在800℃氯化钙熔盐中,恒电压3.2V下,阴极片自烧结电解制备碳化铬.采用XRD、SEM和EDX对样品进行表征.结果表明:粘接的阴极片满足熔盐电解的强度要求,通过熔盐电解过程的自烧结阴极片有效地粘接在一起,并制备出具有良好烧结性能、组分单一的Cr3C2粉体.该法制备Cr3C2的电流效率不低于37.3％.采用恒电位电解法和循环伏安法对电解机制的研究表明,熔盐电解制备Cr3C2的反应机制为:Cr2O3+e→Cr+O2-,Cr+C→Cr3C2两步完成.     

伞帽用高铬铸铁在热强碱腐蚀环境下的磨损分析

针对氧化铝行业中常用的Cr28和Cr20高铬铸铁伞帽在相同工况条件下的磨损机理进行分析,并对比研究了实际生产中两种失效材料的成分、组织及性能。结果表明,伞帽部件在高温强碱腐蚀条件下受到外界冲刷时,磨损量由微切削磨损与变形磨损这两种机制共同决定。含铬量较高的Cr28高铬铸铁,其冲刷和抗腐蚀磨损性能均优于Cr20高铬铸铁。伞帽服役寿命主要受浆料和表层的铸铁材料两大因素影响。两种试验材料经淬火+回火处理后,基体组织中主要为回火马氏体+M₇C₃型碳化物+少量残留奥氏体,其中含铬量较高的Cr28高铬铸铁中共晶碳化物含量更高,且分布更加弥散,其平均硬度值为64.0 HRC,高于Cr20高铬铸铁的60.2 HRC。最终确定Cr28高铬铸铁作为伞帽材质更能满足氧化铝生产及设备检修周期的需要。     

含铬油套管钢材在CO2和微量H2S共存环境中的腐蚀规律

目的 研究不同含铬材质钢在CO2和微量H2S共存环境中的腐蚀行为，优化深井油套管抗腐蚀设计方案。方法 以实际油水分离的水样为腐蚀介质进行模拟实验，采用高温高压反应釜、扫描电子显微镜(SEM)和X射线能谱仪(EDS)，揭示4种含铬材质钢在不同腐蚀环境中的腐蚀速率、腐蚀产物膜及应力腐蚀开裂特征，并建立高CO2与微量H2S共存环境下油套管防腐选材优化设计方法。结果 在高分压比条件下均发生了由CO2主导的腐蚀反应，腐蚀产物以FeCO3为主，加入微量H2S后低Cr材质产物膜的附着力较低，出现了疏松脱落现象，FeS优先成膜，含铬钢表面的腐蚀产物膜呈现“富铬”现象，膜的保护性能得到改善。3种腐蚀环境中3Cr钢对应的腐蚀速率分别为1.965 3、1.736 1、1.159 2 mm/a，均处于极严重程度，且表面出现了局部沟槽;9Cr钢的产物膜轻微覆盖，腐蚀较轻，13Cr和S13Cr基本无产物膜覆盖，未发生腐蚀。9Cr、13Cr和S13Cr在加载90%的屈服应力时均未发生应力腐蚀开裂，应力腐蚀敏感性较低。结论 含铬钢具有良好的抗腐蚀性能，基于腐蚀环境特点提出了井筒分段防腐选材设计方案“9Cr+13Cr+超级13Cr”，有效降低了防腐成本，研究结果对CO2和微量H2S共存环境中含Cr钢腐蚀特征和优化选材提供了理论依据。     

铬基合金连接体材料在固体氧化物燃料电池中的应用

主要介绍了固体氧化物燃料电池（SOFC）的铬（Cr）基合金连接体材料的发展现状。Cr基合金具有良好的抗氧化性、耐腐蚀性和导电性能等，是目前连接体材料中的研究热点之一。在SOFC阴极环境中，容易形成氧化层，同时由于Cr的扩散和挥发还可能导致阴极中毒，合金中掺杂稀土元素（Y、La、Ce和Zr）可以抑制Cr2O3层的生成。在阳极环境中，Cr基合金的表现优于阴极。与Al2O3、NiO、MgO和TiO2等相比，Cr2O3基氧化层具有较好的综合性能，其耐高温（1100℃）、热膨胀系数（9．6×10^-6K^-1）和YSZ电解质（10．8×10^6K^-1）相近、且具有较好的导电性。目前，Cr基合金的研究重点是氧化物弥散强化（ODS）合金，使用最多的是Cr5FelY2O3，其热膨胀系数为9×10^-6K^-1～10×10^-6K^-1（1000 ℃），抗氧化性能较好。     

瞬间燃烧法制备纳米氧化铬

以Cr(NO3)3·9H2O、CO(NH2)2和PEG400为原料,利用沉淀法制备了纳米氧化铬的前驱体,然后采用瞬间燃烧法获得了纳米氧化铬.经BET、XRD和透射电镜形貌分析,该纳米粉的比表面积在16 m2/g～44 m2/g,粒径为70 nm～100nm.与采用超临界干燥(SCFD)制备的纳米氧化铬相比,该方法成本低、易实现工业化,利用该方法制备的纳米氧化铬粉适合在高铬耐火材料中的应用.     

Fe-Cr-Mn合金在湿润环境中的氧化行为研究

研究比较了Fe-13Cr-xMn(x=0.5,1,2) 系列合金在干燥和湿润空气中800 ℃下的氧化行为。结果表明,在干燥气氛中合金表现出良好的抗氧化性能,当Mn含量低于1%时有助于合金表面生成阻碍Cr挥发的 (Mn,Cr)₃O₄尖晶石相;而当Mn含量达到2%,合金表面则会产生Mn₂O₃,从而影响合金的抗高温氧化性能。在含水蒸气气氛中,合金发生了失稳态氧化,表面生成了大量氧化物,合金的氧化速率随Mn含量的增大而减小,主要原因是Mn含量增加导致膜层中形成 (Mn,Cr)₃O₄尖晶石相,从而有效阻碍了水气环境中Cr的挥发,尤其Fe-13Cr-2Mn合金在氧化初期12 h内并没有发生加速腐蚀,Fe-Cr-Mn合金的加速氧化是由表面氧化铬膜与水蒸气发生反应所致。通过SEM,XRD等分析手段深入探讨了合金加速氧化机制以及Mn效应。     

C+Cr离子注入对硬质合金的表面改性

应用金属蒸汽真空弧离子源技术,在硬质合金表面进行了几种不同剂量的C+Cr离子注入,旨在研究其表面改性的情况。结果表明:在试样的表面结构方面,应用X射线衍射、拉曼光谱以及金相显微观察等测试手段,发现有C、Cr、Cr3C2等新相生成,此外C+Cr离子注入还对表面形成类金刚石结构有抑制作用;在试样的表面性能方面,发现注入后的表面硬度、摩擦系数、防腐蚀能力得到了明显的增强。分析认为,注入后的硬质合金表面改性不仅受到新相生成的影响,而且同时也与注入本身的机制有关。     

激光选区熔化Cr3C2/CoCrMo合金的组织结构及力学性能研究

通过激光选区熔化(SLM)技术制备了高致密度的CoCrMo和Cr3C2/CoCrMo合金，对比研究CoCrMo和Cr3C2/CoCrMo合金的组织结构、拉伸性能及磨损性能，探讨添加Cr3C2颗粒对CoCrMo合金组织及性能的影响机制。研究发现，合金的主要组成相为γ-Co和ε-Co，添加Cr3C2使合金的物相发生改变，产生M23C6相。CoCrMo与Cr3C2/CoCrMo合金的组织均由外延生长的柱状晶和等轴晶组成，添加Cr3C2使柱状晶数量减少。Cr3C2/CoCrMo合金的硬度为514±18 HV，抗拉强度为1520 MPa，相比于CoCrMo合金分别提升了27%、39%。在相同载荷下，Cr3C2/CoCrMo合金的磨损量明显小于CoCrMo合金，耐磨性能提升30%。在SLM过程中，添加的Cr3C2颗粒快速熔解，Cr固溶在基体中，产生固溶强化；在晶界处转变生成M23C6型碳化物，具有沉淀强化作用，有效提高了合金的强度和耐磨性。     

Cr含量和pH值对低铬管线钢半钝化行为的影响EI北大核心CSCD

针对油气管道CO_2腐蚀环境,研究了Cr含量为1%~5%(质量分数)的5种低铬钢的阳极极化行为,讨论了半钝化行为受Cr含量的影响规律。测试了不同pH值下5种低铬钢的极化曲线,探究了不同Cr含量的低铬钢出现明显半钝化的临界pH值。利用Raman光谱,对比了在不同pH值溶液中极化生成的腐蚀膜的成分。结果表明,随着Cr含量的升高,低铬钢半钝化特征变得更加明显。在CO_2环境下,溶液pH值的升高对Cr(OH)_3沉积有利,基体中Cr的溶解导致低铬钢表面生成了Cr(OH)_3膜,在极化曲线测试过程中,显示出半钝化的特征。     

Cr对Fe-xCr-5Al合金抗KCl-ZnCl_2盐膜腐蚀的影响

研究了不同Cr含量的Fe-x Cr-5Al合金(x=10%,15%,20%,原子分数)在KCl-Zn Cl2盐膜下在600℃空气中的腐蚀行为。结果表明,与无盐膜条件下合金的氧化相比,3种材料在KCl-Zn Cl2盐膜下均发生了加速腐蚀,其表面氧化铬膜在氯化物盐中发生溶解,且合金中较高Cr含量并没有有效提高合金抗氯化腐蚀的能力。在氯化盐中合金发生快速腐蚀主要是由于氧化铬溶解生成了铬酸盐,使得合金表面形成疏松的富Fe氧化产物。基于热力学相图讨论了合金在氯化物盐中的腐蚀机制,并揭示了Cr的作用机制。     

高温螺栓恢复热处理的研究

通过对在长期高温下运行的已失效螺栓分析,发现沿晶界有碳化物析出,形成网状晶界,使晶界原子结合力下降,晶界弱化,在工作应力长期作用下,网状晶界会产生裂纹并扩展,使螺栓冲击韧度下降,具有热脆化倾向.通过研究螺栓恢复热处理工艺,结果表明,25Cr2Mo1V钢螺栓的恢复热处理工艺为:980℃二次正火+680℃×6h回火;25Cr2MoV钢螺栓的恢复热处理工艺为:960℃正火+900℃正火+650℃×6h回火.     

铸铁感应熔化电炉硅质炉衬蚀损机理及对策

分析了各种氧化物／炉渣的生成机理和条件；介绍拉法吉耐火材料公司研制的新型抗渣及抗氧化添加剂Ｒｏｄａｐｒｅｖ（罗达补），该添加剂可以阻止氧化物的形成或隔绝炉渣的生成，从而减少它与炉衬之间的反应。上述技术再加上分区筑炉技术，使硅砂炉衬的寿命得以延长，作业成本得到降低。     

高炉渣对Sialon-SiC-Al2O3复相耐火材料的侵蚀行为

研究了高炉渣对Sialon-SiC-Al2O3复相耐火材料的侵蚀行为,结合渣侵蚀后试样的显微结构研究得到复相材料有好的抗高炉渣渗透能力.富SiC的Sialon-Al2O3-SiC复相耐火材料的渣侵蚀产物为透辉石、钙长石和玻璃相,其渣侵蚀机理为氧化-渣蚀-剥落.富刚玉的Sialon-Al2O3-SiC复相耐火材料的炉渣侵蚀产物为钙长石、镁铝尖晶石和玻璃相,刚玉颗粒与渣中的MgO反应生成镁铝尖晶石并拌有体积膨胀,使得镁铝尖晶石反应层结构疏松而被炉渣溶蚀,其炉渣侵蚀机理为氧化-渣蚀-溶解.     

采用Ni-51Cr焊料高温钎焊SiC陶瓷

采用Ni-51Cr（含质量分数为51％Cr）焊料高温钎焊再结晶SiC陶瓷，研究了连接温度、保温时间以及焊料量等对接头三点抗弯强度的影响，并对连接界面区域的微观结构及焊料反应产物进行了SEM，EDS及XRD分析。在本试验中，当连接温度为1360℃，保温时间为5min，焊料量为350mg时得到的接头三点抗弯强度最高，为74．2MPa。微观结构结果表明：SiC，Ni和Cr均发生了扩散；在母材SiC与焊料中间层之间，生成了一反应层，反应层的主要成分为Ni2Si和C：而Cr主要分布于焊料中间层中，以Cr23C6，Cr7C3等形式存在。     

宝钢冷轧镀铬板(TFS)产品的表面形貌、结构与组成分析

用两步法在二次冷轧基板上电镀沉积金属铬层和氧化铬层。应用扫描电镜、XRD及XPS分析了镀铬板的表面形貌和组成结构。结果表明:镀铬板表面平整,镀层均匀;镀铬层分为两层,即外层为铬的氧化物或水化物Cr2O3,Cr(OH)3或CrOOH,内层是零价的金属Cr。镀铬板的表面只存在+3价的Cr和0价的Cr,这两种铬对人体无害,不存在对人体有害的+6价铬。     

高铬钢摩擦磨损性能研究

对含碳1.4wt.％和含铬15wt.％的Fe-C-Cr合金进行退火处理.借助光学显微镜、扫描电镜、XRD对试样微观组织进行观察,通过MMU-5G型屏显式材料端面摩擦磨损试验机对其磨损性能进行研究.结果表明,在铸造条件下,基材高铬钢组织由初生奥氏体枝晶和(Fe,Cr)7C3、(Fe,Cr)23C6合金碳化物组成.在定转速情况下,随载荷逐渐增大,滑动摩擦系数均不断下降,在载荷较小时其下降幅度较明显,随载荷增大,下降幅度变化趋于平缓.     

纳米Cr2O3的制备及其化学复合镀层光催化性研究

采用硬脂酸凝胶法制得Cr2O3纳米晶，用差热-热重(TG-DSC)分析法对制备过程进行了分析。结果表明，560℃时有机物已除去，X射线衍射(XRD)表征所得产物粒径为27nm刚玉型Cr2O3，比表面法(BET)测得比表面为84．3m^2／g。通过化学复合镀的方法固定纳米氧化铬，对不同镀层及纳米Cr2O3粉末降解次甲基蓝进行了研究，结果表明：纳米Cr2O3粉末光催化性最强。而超声波搅拌分散的镀层强于其它镀层。     

TiAl/40Cr扩散连接接头的界面结构及相成长

在 1173～ 1373K、0 .3～ 5 .4ks的接合条件下对TiAl金属间化合物与 4 0Cr钢进行了真空扩散连接。采用扫描电镜 (SEM )、电子探针微区成分分析 (EPMA)、X射线衍射分析 (XRD)等方法确定了反应相的种类和界面结构。研究结果表明 ,在 1373K的接合温度下 ,TiAl/ 4 0Cr接头生成了TiC ,Ti3 Al,FeAl和FeAl2 4种反应相 ,形成了 3个反应层 ,界面结构为TiAl/Ti3 Al+FeAl+FeAl2 /TiC/脱碳层 / 4 0Cr钢。界面总反应层的厚度随接合温度和接合时间按抛物线方程成长 ,成长的活化能Q为 2 11.9kJ/mol,成长常数k0 为 4 .6× 10 -5m2 /s。当脆性反应层厚度为 3μm时 ,TiAl/ 4 0Cr钢接头的室温拉伸强度达到 183MPa的最大值。     

残留/逆转变奥氏体对改善高强度不锈钢-196℃超低温冲击性能的影响

采用力学性能测试、SEM和XRD等手段研究了淬火+低温回火处理的0Cr16Ni6高强度不锈钢和过时效处理的00Cr11Ni11MoTi马氏体时效不锈钢,并分析了残留/逆转变奥氏体对试验钢超低温缺口抗拉强度和冲击性能的影响.结果表明,在两种试验钢室温强韧性相近的情况下,0Cr16Ni6钢在超低温下(-196℃)的缺口抗拉...     

电弧喷涂层高温氧化行为

对3种电弧喷涂涂层进行了800℃高温氧化腐蚀试验，比较了不同含铬丝材电弧喷涂层的高温氧化行为，分析了涂层中铬的作用及其抗腐蚀机理，结果表明，含铬量对涂层的抗氧化性能有明显影响，含铬量越高，形成的保护性氧化铬膜越致密，相同时间形成的氧化膜越薄，腐蚀质量增值越低，由于粉芯丝材在喷涂过程中铬烧损较多，铬在涂层中的分布不均匀，形成的保护膜较疏松，使涂层抗蚀性降低。