复合添加Zr,Cr,Pr对Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金再结晶行为的影响

采用铸锭冶金法制备Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金和Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Cr-Pr合金,再对其进行均匀化退火(460℃/24 h)、锻压、固溶处理—室温水淬及峰时效处理。用金相显微镜观察合金的显微组织,并测试其力学性能,研究复合添加Zr、Cr、Pr对Al-Zn-Mg-Cu超高强铝合金再结晶行为和力学性能的影响。结果表明,复合添加Zr、Cr和Pr可显著抑制Al-Zn-Mg-Cu合金在锻压后回复过程中的亚晶合并长大,使该合金在较高温度(490℃)以及高温长时保温(480℃固溶4 h)情况下仍能保持细小的亚晶组织,从而提高合金的力学性能。复合添加Zr、Cr、Pr能使合金在490℃固溶1 h后在T6状态下的抗拉强度提高约25 MPa、屈服强度提高近30 MPa。     

时效处理对超高强Cu-Ti合金腐蚀行为的影响

将固溶水淬处理后的Cu-2.7Ti-0.15Mg-0.1Ce-0.1Zr合金分别进行单级时效和组合时效处理,然后在30℃的3.5%NaCl溶液中进行腐蚀实验,利用透射电镜、扫描电镜、能谱分析、腐蚀速率测试、极化曲线和交流阻抗谱的测试与分析,研究合金的腐蚀行为。结果表明:组合时效有利于提高合金的耐腐蚀性能。腐蚀3 d后,合金表面生成致密的腐蚀产物膜,对合金表面具有良好的保护作用。浸泡腐蚀30 d后,腐蚀程度加深,腐蚀产物增多,腐蚀产物主要为Cu_2O,CuO和Al_2O_3等组成的络合物,单级时效合金和组合时效合金的腐蚀深度分别为20和10μm,年平均腐蚀速率分别为0.076 9和0.062 3 mm/a。     

稀土Pr对Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金组织和性能的影响

采用铸锭冶金法制备含稀土元素Pr的Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金,并通过金相分析以及拉伸性能、晶间腐蚀和剥落腐蚀性能的测试研究价格相对低廉的Pr对Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金显微组织、力学性能和腐蚀性能的影响.结果表明,添加稀土元素Pr能影响合金铸态组织中第二相的析出,并显著抑制合金在变形和热处理过程中再结晶的发生,在保持合金的强度及弹性模量的同时,改善合金抗晶间腐蚀和剥落腐蚀的性能,并提高合金的塑性.     

添加Yb对Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Cr合金组织性能的影响

采用熔炼铸造法制备复合添加Zr、Cr及复合添加Zr、Cr和Yb的2种Al-Zn-Mg-Cu合金。采用金相显微镜、透射电镜和扫描电镜观察合金的显微组织,并进行力学性能和抗腐蚀性能测试。结果表明：Al Zn Mg Cu-Zr-Cr-Yb合金经固溶处理后始终保持以小角度晶界为主的纤维状组织,这归因于合金中析出的大量细小(10～20 nm)、弥散分布的(Al,Cr)₃(Zr,Yb)相,阻碍了位错和晶界迁移,明显抑制基体再结晶。由于Yb元素的加入,合金的硬度、强度、伸长率和断裂韧性提高,断裂韧性由24.2 MPa·m^1/2提高到32.4 MPa·m^1/2。同时,合金的抗应力腐蚀、晶间腐蚀和剥落腐蚀性能提高,应力腐蚀开裂临界应力强度因子(K_ISCC)由10.6MPa·m^1/2提高到17.0 MPa·m^1/2,晶间腐蚀深度减小,剥蚀敏感性降低,剥蚀等级由EB+降为EA。     

Zr元素对超高强铝合金微观组织及力学性能的影响

研究了Zr元素对Al-Zn-Mg-Cu系合金微观组织及力学性能的影响。结果表明,合金的强度随着Zr含量的增加而提高,当Zr含量为0.12wt%时,合金的强度和延伸率出现峰值。当Zr含量>0.12wt%时随着Zr含量的增加合金强度降低,这是因为合金中的Zr含量过高时,会析出粗大的Al3Zr初生相,降低了合金凝固时固溶在基体中的Zr含量,从而使Zr的有益作用降低。添加Zr可抑制合金的再结晶,使合金组织细化,提高了合金的抗剥落腐蚀性能。TEM分析发现Zr含量为0.12wt%的铝合金固溶态下Al3Zr颗粒比较细小,且分布比较均匀,Al3Zr的平均直径约为16.6nm。研究结果表明,对于所研究的超高强铝合金,Zr的最佳添加范围为0.10%-0.12wt%。     

霉菌对超高强钢腐蚀行为的影响

采用扫描Kelvin探针测试技术,研究了300M钢、Aermet100钢与超高强不锈钢在黄曲霉、黑曲霉、球毛壳霉、绳状青霉和杂色曲霉组成的混合霉菌菌种作用下的腐蚀行为.通过扫描电镜结合能谱分析对霉菌在三种超高强钢上的生长进行了观察和分析.300M钢试样上霉菌呈现分散式堆积生长,数量逐渐增加;Aermet100钢试样上霉菌呈现分散式单个生长方式,数量逐渐增加;超高强不锈钢上霉菌呈现放射式网状生长方式,数量急剧增加,在钢表面形成一层生物膜.霉菌实验后,三种超高强钢表面都发生一定的腐蚀.300M钢腐蚀最严重,蚀坑宽而浅;Aermet100钢次之,蚀坑窄而深;超高强不锈钢的耐蚀性最好.扫描Kelvin探针测试结果表明,霉菌一定程度上能促进300M钢和Aermet100钢的腐蚀,而对超高强度不锈钢的腐蚀行为有一定抑制作用.     

Nd对Mg-11Li-3Al-2Zn-0.2Zr合金组织、力学性能及腐蚀行为的影响

研究稀土Nd对均匀化态Mg-11Li-3Al-2Zn-0.2Zr合金组织、力学性能及腐蚀行为的影响.通过真空感应熔炼制备镁锂合金铸锭, 经均匀化处理(280 ℃, 24 h)得到均匀化态Mg-11Li-3Al-2Zn-xNd-0.2Zr(x=0, 0.5, 1.0, 1.5)合金.采用XRD和SEM分析合金的显微组织, 并对合金进行拉伸试验和断口分析.采用电化学法和析氢失重法研究合金在3.5 %NaCl溶液中的腐蚀行为.结果表明:Mg-11Li-3Al-2Zn-0.2Zr合金主要含有β-Li、AlLi、MgLi₂Al相, Nd的加入使合金中形成NdAl3相.随着Nd含量的增加, 合金的强度和塑性呈先增大后降低的趋势. Mg-11Li-3Al-2Zn-1Nd-0.2Zr合金表现出较优的力学性能, 其抗拉强度和延伸率相对于Mg-11Li-3Al-2Zn-0.2Zr合金分别提高了28.8 %和51.3 %.稀土Nd的添加使合金的耐蚀性能提高.      

时效制度对7B04高强铝合金力学及腐蚀性能的影响

采用常规力学性能、标准紧凑拉伸、电导率、慢应变速率拉伸(SSRT)及剥落腐蚀测试等手段,研究了不同热处理状态下7B04铝合金预拉伸板的力学及腐蚀性能。结果表明,合金的强度、韧性和腐蚀性能与时效制度密切相关。单级峰时效(T6)状态下合金的强度最高,但是其抗应力腐蚀(SCC)性能及断裂韧性最低;双级过时效(T74和T73)状态下材料的断裂韧性和抗SCC性能明显提高,但是其强度牺牲较多;与T6相比,RRA时效处理可明显提高合金的抗SCC性能,且强度牺牲较少,仅下降2%左右,同时断裂韧性也有一定提高。     

微量Er和Cr对超高强Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金再结晶行为和性能的影响

采用铸锭冶金法制备Al-Zn-Mg-Cu-Zr、Al-Zn-Mg-Cu-Er-Cr和Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Er-Cr合金。通过金相显微镜、透射电镜的观察,和硬度、强度、腐蚀性能测试,对比Al-Zn-Mg-Cu-Zr、Al-Zn-Mg-Cu-Er-Cr和Al-Zn-MgCu-Zr-Er-Cr合金的再结晶行为和性能。结果表明,Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金中添加微量Er、Cr后生成的含Zn、Mg、Cu的(Al,Cr)3(Zr,Er)相细小弥散,与基体共格,可钉扎位错,稳定亚结构,阻碍亚晶长大及晶界的迁移,从而抑制铝合金基体的再结晶,使合金在510℃仍能保持细小的亚晶组织,再结晶起始温度升高至500℃;在保持高的断裂韧性的同时,合金的应力腐蚀和剥落腐蚀抗力提高,应力腐蚀开裂界限应力强度因子KISCC由10.9 MPa/m1/2升高到22.4 MPa/m1/2,剥落腐蚀由EB+升高至EA+。     

三级固溶处理对Al-Zn-Mg-Cu系铝合金组织和剥落腐蚀性能的影响

针对Al-Zn-Mg-Cu系铝合金热处理工艺中存在的不足,提出固溶-降温析出-再固溶的三级固溶热处理工艺,通过金相显微镜和扫描电镜(SEM)分析以及硬度、电导率、腐蚀剥落性能测试,研究三级固溶处理对Al-Zn-Mg-Cu系铝合金锻件的微观组织及剥落腐蚀行为的影响.结果表明:三级固溶处理可使晶界析出相明显粗化、离散度增大.同时,三级同溶处理可使Al-Zn-Mg-Cu系铝合金抗剥落腐蚀性能得到明显改善,抗拉强度仍能保持在610 MPa左右;与常规固溶相比,该合金经三级固溶+峰值时效处理后的电导率由30.8%(IACS)提高到33.2%(IACS),抗剥蚀等级由EB+提高为EA.     

Al-Zn-Mg系铝合金应力腐蚀性能

研究了热处理制度和时效工艺的改变对Al-Zn-Mg系铝合金的组织结构、力学性能和应力腐 蚀性能的影响。研究结果表明:高温预析出可以改变Al-Zn-Mg系铝合金晶界的析出相大小和分 布,从而改善其抗应力腐蚀性能;在T6和T612种人工时效条件下,预析出的合金的抗应力腐蚀 性能均好于无预析出的合金。在自然时效状态下,引入超声波,对无预析出合金的应力腐蚀性能 进行了初步探索,发现超声波可以提高合金的抗应力腐蚀性能,而对合金的硬度无影响。     

基于8-羟基喹啉荧光敏感化合物的铝合金腐蚀监测技术

利用8-羟基喹啉(8HQ)与铝离子鳌合后形成的鳌合物——8-羟基喹啉铝(AlQ₃)能发出强荧光的特性,开发了一种有效地铝合金涂层下腐蚀的监测技术.研究了铝离子浓度及pH对8-羟基喹啉铝(AlQ₃)的吸光度及荧光特性的影响.发现了8HQ与Al³⁺鳌合生成的AlQ₃荧光强度随Al³⁺浓度的变化规律.成功地将8-羟基喹啉加载在LY12铝合金表面,并以透明环氧树脂涂层覆盖.所制备的试样经盐雾腐蚀后表面出现明显的荧光斑点,荧光斑点处用光学显微镜观测可见腐蚀现象,而在可见光下观测并未有明显变化.研究表明:随着腐蚀时间延长,腐蚀程度加深,试样表面荧光现象增强.

     

含Cr管线钢的力学性能和耐蚀性能

基于国内油气工业管线应用需要,采用控轧控冷工艺,研制了强韧性匹配优良的2%Cr低合金管线钢,并测试了其组织和力学性能.以针状铁素体和多边形铁素体为主的含2%Cr管线钢具有良好的强韧性组合.采用高温高压冷凝釜模拟湿气管线中的CO₂顶部腐蚀环境试验方法,研究含2%Cr低合金管线钢的抗CO₂顶部腐蚀性能.相较于传统管线钢,添加2%Cr后,其CO₂腐蚀产物膜是一层连续、致密的富Cr胶泥状非晶态产物膜,从而提高了其抗CO₂顶部腐蚀性能.     

Influence of Nd and Y additions on the corrosion behaviour of extruded Mg-Zn-Zr alloys

To improve the corrosion resistance of wrought magnesium alloys through rare earth (RE) additions, the corrosion behaviour of Mg-5Zn-0.3Zr-xNd (x=0, 1, and 2; wt%) and Mg-5Zn-0.3Zr-2Nd-yY (y=0.5 and 1; wt%) alloys in a 5wt% NaCl solution was investigated using immersion test and electrochemical measurements. The results of immersion test show that Mg-5Zn-0.3Zr-2Nd alloy exhibits the best corrosion resistance among the tested alloys. Electrochemical measurements show that secondary phases in RE-containing Mg-5Zn-0.3Zr alloys behave as less noble cathodes in micro-galvanic corrosion and suppress the cathodic process. The additions of Nd and Y into Mg-5Zn-0.3Zr alloy also improve the compactness of the corrosion product film and are beneficial to the corrosion resistance.     

超硬铝合金作为阴极在锌电积过程中的电化学行为

选取商业纯铝和超硬铝作为锌电积阴极,在ZnSO₄-H₂SO₄体系中通过电化学测试研究两种阴极的电化学行为,同时利用扫描电镜观察铝合金上电积锌初期形核,X射线衍射分析锌片结晶取向.研究结果表明：500 A·m^-2电流密度下纯铝阴极的析出电位和交换电流密度分别为-1.541 V和7.74×10^-11 A·cm^-2,超硬铝阴极分别为-1.496 V和6.07×10^-3 A·cm^-2.合金元素的添加会增加初期形核位置,提高形核速率,而形核速率的提高在一定程度上抑制卤族元素对阴极的腐蚀.沉积3 h后,锌片结晶取向没有发生变化.超硬铝易发生烧板和鼓泡,电流效率低,只有84.54%;纯铝电流效率达到88.04%,且沉积锌平整、光滑,但阴极板容易被卤族元素腐蚀.