双层辉光等离子制备TiN渗镀层的耐蚀性能

利用双层辉光等离子表面合金化技术,在Q235钢表面直接合成TiN渗镀层,该渗镀层由TiN颗粒均匀分布的扩散层及表面TiN沉积层组成。将TiN渗镀层与Q235钢基体和1Cr18Ni9Ti不锈钢在4%的NaOH溶液、l mol/L H2SO4溶液和3.5%NaCl溶液中分别进行电化学腐蚀对比试验。结果表明:在4%的NaOH溶液中,TiN渗镀层的耐蚀性能比Q235钢提高了26.8倍,与1Cr18Ni9Ti不锈钢相当;在l mol/L H2 S04溶液中,TiN渗镀层耐腐蚀性能比Q235钢提高了10.5倍,比1Crl8Ni9Ti不锈钢提高了1.65倍;在3.5%的NaCl溶液中,TiN渗镀层耐腐蚀性能比Q235钢提高了10.3倍,但比1Crl8Ni9Ti不锈钢稍差。TiN渗镀层耐酸碱性溶液腐蚀性能要比耐盐溶液腐蚀性能强。     

防护层剥离条件下钢铁的缝隙腐蚀分析

通过塔菲尔曲线测试和均匀腐蚀全浸试验,分析了防护层剥离条件下Q235钢及其添加不同含量Cr元素后钢铁材料在5 mol/L的KOH溶液中的缝隙腐蚀情况.研究表明,防护层剥离条件下Q235钢在碱液环境下存在较为严重的缝隙腐蚀;合金元素Cr能有效改善防护层剥离条件下Q235钢在碱液中的耐缝隙腐蚀性能,且其耐缝隙腐蚀性随Cr含量的增加而提高.     

低碳钢液相等离子体电解B+C+N共渗层的摩擦电化学行为

目的 研究液相等离子电解硼碳氮三元共渗处理(PEB/C/N)对Q235低碳钢摩擦电化学行为的影响。方法 采用PEB/C/N方法在Q235低碳钢表面制备共渗层,通过电化学的开路电位测试和摩擦磨损实验评估Q235钢基体和PEB/C/N试样在NaCl(质量分数3.5%)腐蚀介质中与Si3N4球对磨的摩擦电化学行为。结果 在电压为280 V的PEB/C/N共渗中,试样周围等离子体区的电子温度稳定在3 500 K左右。经过PEB/C/N处理30 min后,生成的共渗层包括15 μm主要由Fe2B相组成的表面渗层和40 μm的过渡层。在摩擦过程中,PEB/C/N试样的开路电位保持在−200~−300 mV之间,且波动较小,明显高于Q235钢基体。同时,PEB/C/N试样的磨损率为3.88×10⁴ μm³/(N×m),只是钢基体磨损率的1/3。在NaCl腐蚀介质中,由于腐蚀和磨损的交互作用,使Q235钢基体产生了塑性应变位错和局部的微裂纹,因此磨损进一步增加,磨损机制主要为疲劳磨损和磨粒磨损。PEB/C/N试样的共渗层有效阻挡了Cl⁻对基体的腐蚀,磨损机制主要为磨粒磨损。结论 PEB/C/N试样在NaCl腐蚀介质中的耐腐蚀和耐磨性能得到明显提升。     

石墨形态对铸铁在铝液中耐腐蚀性的影响

运用微观分析和失重法研究了球墨铸铁和耐铝液腐蚀铸铁在铝液中的耐腐蚀机理.试验结果表明,铸铁在铝液中的腐蚀是由于铝原子在铸铁基体中扩散并形成铁铝金属间化合物,进而剥落溶解,造成铸铁的腐蚀.其中,石墨形态是铸铁腐蚀性能优劣的关键因素,交织成网状结构的片状石墨对铝原子的扩散有最强的阻碍作用,在铸铁表面形成的石墨、碳化物和Fe-Al金属间化合物界面提高了铸铁的耐腐蚀性能.     

一种耐候钢耐蚀性能的分析

对耐候钢和Q235B开展了周期浸润腐蚀试验,并对试样进行了检测分析。金相、扫描电镜(SEM)检测结果显示耐候钢的锈层较薄,与基体结合紧密。X射线衍射分析结果表明,耐候钢锈层中主要是α-FeOOH,这是耐大气腐蚀性能更好的主要原因。EPMA成分扫描分析显示,对耐候性有益的元素Cu、Cr、P、Si在锈层中富集,促进了结构较致密的α-FeOOH的生成,成为保护层;同时,提高了锈层和基体的结合和粘附性,防止在长时间的腐蚀中锈层剥落,提高了耐大气腐蚀性。     

等离子合成TiN渗镀层组织结构及耐蚀性研究

采用等离子合成TiN渗镀层方法,在碳钢表面形成TiN沉积层＋含TiN的扩散层组织,Ti和N原子由表及里呈梯度分布,表面是均匀、致密的TiN胞状组织,显微硬度在20 GPa～25 GPa之间;沉积层与基体之间有一扩散过渡区,结合力好,无剥落现象.X射线衍射结果表明：渗镀层表面为TiN层,(200)晶面的衍射峰最强,具有明显的择优取向.将TiN渗镀试样与不锈钢1Cr18Ni9Ti和Q235钢在1 mol/L H2SO4溶液中进行电化学腐蚀对比实验表明：TiN渗镀层的耐蚀性能比不锈钢和Q235钢基体分别提高了1.4和4.2倍.      

微弧氧化处理对碳钢表面耐LBE腐蚀性能的影响

目的以Q235钢为基材,制备微弧氧化陶瓷层,提高钢铁材料耐LBE腐蚀性。方法采用TIG熔-钎焊并添加ER4043焊丝的方法,对1.5 mm厚的5A06铝合金和3 mm厚的镀锌Q235钢进行焊接,焊后对接头进行280℃保温30 min的退火热处理。同时,采用合适的微弧氧化工艺在铝/钢焊缝表面制备微弧氧化陶瓷层,研究微弧氧化处理对钢材耐LBE腐蚀性的影响。结果采用TIG熔-钎焊的方法对铝/钢异种金属进行焊接时,铝/钢界面会不可避免地产生金属间化合物层,对铝/钢熔-钎焊接头进行280℃保温30 min的退火热处理后,金属间化合物层的厚度可达9～10μm,化合物层主要由Al_8Fe_2Si相和少量的[Al,Fe,Si]、Al_(13)Fe_4相组成,接头抗拉强度高达185 MPa,且断裂发生在铝母材处。微弧氧化处理可使焊缝表面原位生成均匀的陶瓷层,陶瓷层表面呈"火山状"形貌,且"火山状"物质的中心有较多不同尺寸的放电微孔。陶瓷层主要由α-Al_2O_3、γ-Al_2O_3和莫来石相组成,且其表面粗糙度较低。Q235钢经过腐蚀后,表面出现较多的腐蚀坑,Pb、Bi元素向碳钢内部扩散;而陶瓷层经过腐蚀后,表面没有明显的腐蚀现象。结论微弧氧化处理可显著提高钢铁材料耐LBE腐蚀性,阻碍Pb、Bi元素向钢铁内部的扩散。     

Q235钢在油田污水处理系统中的垢下腐蚀行为

采用人造岩心模拟垢层,利用电化学测试及腐蚀形貌分析,研究了不同渗透率垢层覆盖下Q235钢在模拟生产水中的垢下腐蚀行为。结果表明:覆盖在Q235钢表面的垢层对基体的腐蚀反应有抑制作用,且垢层的渗透率越小,其抑制作用越强,随着腐蚀时间的延长,垢层对腐蚀反应的抑制作用先增大后减小;垢层覆盖下,Q235钢的均匀腐蚀减缓,但局部腐蚀发生的概率大大增加。     

模拟炼油环境中Q235钢和Cr5Mo钢表面硫化物膜稳定性及动态冲刷腐蚀行为研究

通过静态浸泡腐蚀实验装置和高温动态冲刷实验装置分别研究了硫化物膜在多种模拟炼油介质中的稳定性以及动态冲刷条件下Q235钢和Cr5Mo钢的耐冲刷腐蚀性能。结果表明,硫化物膜的形成过程是一个动态平衡过程。在无硫补充的条件下,硫化物膜快速溶解。动态冲刷作用下,Cr5Mo钢耐动态环烷酸冲刷腐蚀性能明显好于Q235钢,溶液酸值越大两者的差别越明显。     

H13钢耐铝液腐蚀表面处理的研究进展

H13钢具有良好的热强性、红硬性、较高的韧性和抗热疲劳性能,被广泛用于铝合金压铸模及挤压铸模。然而使用中常因H13钢耐铝液腐蚀性能不足,导致模具提前失效,并造成铝液污染。表面处理可显著提高H13钢的耐铝液腐蚀性能。目前对H13钢耐铝液腐蚀表面处理的研究主要集中于化学热处理及表面涂层。通过总结国内外的研究成果,分析了各种化学热处理技术及表面涂层工艺,对其制备、耐铝液腐蚀性能和应用情况等进行了阐述,同时也展望了提升H13钢耐铝液腐蚀性能表面处理的研究趋势。     

压力辅助固态成形法制备钢板表面铝涂层

目的 获得厚度可控的Fe–Al合金层,提高Q235钢板的耐腐蚀性能和成形加工性能。方法 通过创新涂层制备方法,以Q235为基体金属,以铝箔为镀层金属,采用压力辅助固态成形法在Q235钢板表面制备耐腐蚀铝涂层(AlP/Q235)。通过三点弯曲实验研究AlP/Q235的成形性能,通过全浸泡腐蚀失重实验、电化学实验分析研究AlP/Q235的腐蚀性能,利用扫描电子显微镜及其附带的能谱仪对铝涂层弯曲变形后的显微结构、微观组织和元素组成进行表征。探讨压力辅助固态成形铝涂层对基体的保护行为,并阐明铝涂层的腐蚀防护机理。结果 在采用压力辅助固态成形法制备的铝涂层钢板中,铝箔与Q235基体实现了冶金结合,生成了厚度大约为44 mm的Fe–Al合金层,合金层主要由“颗粒状”的FeAl3和“锯齿状”的Fe2Al5相层组成。通过三点弯曲试验测得AlP/Q235的弯曲强度为255 MPa,与Q235相比,提高了11.8%。在NaCl(质量分数为3.5%)溶液中全浸泡腐蚀25 d后,AlP/Q235的平均静态腐蚀速率为0.21 mg/(dm.d),约为Q235的1/10。在NaCl(质量分数为3.5%)溶液中浸泡,并进行电化学实验,测得AlP/Q235的电流密度Jcorr为1.583 μA/cm²,约为Q235的1/27。结论 采用压力辅助固态成形法制备的AlP/Q235,获得了厚度可控的Fe–Al合金层,有效提高了其耐腐蚀性能和成形加工性能。     

Q235碳钢表面镍铬合金化层的耐海水好氧菌腐蚀性能

目的 揭示弧辉等离子体镍铬共渗处理对Q235碳钢表面成分、结构和耐海水好氧菌腐蚀性能的影响。方法 采用弧辉等离子体渗镀技术在Q235碳钢表面制备镍铬合金化层。利用X射线衍射仪（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）对镍铬合金化层的相组成、表面形貌和截面元素分布进行分析。利用电化学测试技术,测试并分析镍铬合金化层在海水好氧菌中的腐蚀电化学行为。结果 Q235碳钢经弧辉等离子体镍铬共渗后,表面形成了一层厚度约为50μm的镍铬合金化层,合金化层的物相为Ni2.9Cr0.7Fe0.36固溶体。在好氧菌中浸泡时,Q235碳钢表面形成了生物腐蚀膜,腐蚀膜的存在使Q235碳钢的腐蚀电位负移,局部耐蚀性降低。与Q235碳钢相比,镍铬合金化层的表面能降低,表面接触角达到111°。镍铬合金化层在好氧菌中浸泡11 d后,仅在很少的局部位置观察到细菌附着,未观察到明显的腐蚀膜。结论 Q235碳钢在好氧菌中浸泡时腐蚀严重,浸泡5 d后就在其表面形成了一层由腐蚀产物、培养基和细菌形成的腐蚀产物膜,腐蚀产物对生物膜的形成有一定的促进作用。镍铬合金化层降低了Q235碳钢表面的表面能,阻碍生物膜底膜的形成,同时形成的钝化层...     

等离子辉光合成TiN渗镀层耐腐蚀性能的研究

介绍了一种同时利用等离子尖端放电、空心阴极效应和反应气相沉积技术,在碳钢表面形成具有扩散层和沉积层的TiN渗镀层新工艺技术.将该TiN渗镀试样与1Cr18Ni9Ti不锈钢和Q235钢在1 mol/LH2SO4溶液和3.5%NaCl溶液中,分别进行电化学腐蚀对比试验.结果表明：TiN渗镀层在酸性溶液中的耐蚀性能比1Cr18Ni9Ti不锈钢和Q235钢分别提高了1.4和4.2倍.在盐水中的耐蚀性能比Q235钢提高了182.6倍,但比1Cr18Ni9Ti不锈钢耐蚀性能稍差.渗镀TiN层耐酸性溶液腐蚀性能优于耐盐水腐蚀性能.     

碳钢表面氮化钛陶瓷化研究

介绍了一种在Q235钢表面，利用等离子溅射直接复合渗镀合成氮化钛新工艺方法。该渗镀层包括钢基体上均匀分布细小氮化钛颗粒的渗层和表面氮化钛沉积层。沉积层与基体为冶金结合，不会产生剥落。渗镀层表面硬度在1600～3400HV之间。X射线衍射结果表明，表面为纯氮化钛层，（200）晶面的衍射峰最强，具有明显的择尤取向。用划痕仪进行结合强度检测，声发射曲线未见突起的信号峰值，表明结合强度良好。复合渗镀氮化钛试样在10％硫酸、5％盐酸、3．5％氯化钠水溶液和硫化氢富液中进行腐蚀试验，耐腐蚀性能分别比改性前提高了84、11．67、1．15、21．15倍。     

Sn对耐候钢高湿热海洋大气环境下耐蚀性能的影响

采用周浸腐蚀试验机、扫描电镜（SEM）、电化学工作站等,研究了含锡耐候钢和传统耐候钢在模拟高湿热海洋大气环境中的腐蚀行为规律,探讨了Sn元素对传统耐候钢耐高湿热海洋大气腐蚀性能的影响。结果表明：锡元素加入耐候钢中可以降低腐蚀速率,让锈层更均匀地生成,提高锈层的自腐蚀电位,降低锈层自腐蚀电流密度,对耐候钢阳极溶解起抑制作用,同时使锈层电阻Rr及与基体结合处的反应电阻Rt升高,增强锈层对钢基体的保护,有利于耐候钢耐海洋大气腐蚀性能的提升。     

Q235低碳钢液相等离子体电解硼碳共渗层摩擦磨损性能

采用液相等离子体电解渗入技术在30%硼砂电解液中在Q235低碳钢表面进行硼碳共渗(PEB/C)快速硬化处理,研究与ZrO2、Si3N4组成两种摩擦副及5 N、10 N、15 N 3种载荷条件下PEB/C渗层的摩擦磨损特性。结果表明,PEB/C处理可以明显降低Q235钢基体在干摩擦条件下摩擦系数和磨损率。当与ZrO2球对摩,载荷为5 N时,PEB/C渗层的摩擦系数只有0.15,磨损率减少为9.10"10-7mm3/N#m,摩擦系数和磨损率分别是Q235钢基体的1/4和1/19。载荷增加时,PEB/C渗层的磨损率也随之增加,但它与Si3N4对摩的磨损率要比ZrO2对摩高。在不同载荷下,PEB/C渗层与ZrO2和Si3N4对摩的磨损机制主要为粘着磨损。PEB/C渗层耐磨性较高的原因是Q235低碳钢表面形成了硬度高达1800 HV的Fe2B渗硼层。     

Q235钢稀土催渗氮化的电化学行为研究

通过电化学方法测试了不同电解液中Cl^-离子浓度、温度以及pH值对稀土催渗Q235钢渗层的极化曲线的影响,分析了这3种因素对稀土催渗Q235钢渗氮层腐蚀性能的影响规律。结果表明,在中性、碱性溶液中,在室温下和一定Cl^-离子浓度下渗氮层具有良好的耐蚀性能,从而说明了稀土催渗渗氮层比常规渗氮层具有更优越耐腐蚀能力的基本原因。此外,分别对Q235钢稀土催渗渗氮层和常规渗氮层的组织结构进行了金相观测,表明稀土催渗渗氮层生成厚约28μm的晶粒细小,组织致密的白亮层,从而具有良好的耐蚀性和更高的硬度。     

JT345经济型耐大气腐蚀钢锈层电化学研究

利用自腐蚀电位测定、线性极化、阳极极化、交流阻抗等试验方法对JT345经济型耐大气腐蚀钢的锈层和裸钢进行研究,与Q235B及CortenA钢对比了它们的耐大气腐蚀性能和规律。电化学试验表明,大气腐蚀过程中生成的锈层使电化学阳极过程受到显著的阻滞。从热力学上看,自腐蚀电位正移320mV以上;从动力学上看,锈层表面趋于钝化,阳极电流降低两个数量级以上。     

机械镀渗锌层的组织及电化学性能

在Q235钢基体上制备了机械镀锌层,并对机械镀锌层进行了热扩散处理,采用OM(光学显微镜)、SEM(扫描电子显微镜)及其配备的EDS(能谱仪)研究分析了渗层的组织结构和化学组成;采用电化学极化法和交流阻抗法研究分析了镀渗层的电化学特征。结果表明:经500℃+3 h热扩散处理后机械镀锌层转变为渗锌层,渗层由外层和过渡层构成,渗层外层主要为Γ2相,过渡层为Γ1相,渗层外层呈柱状晶结构。电化学测试结果表明,机械镀锌层经热渗处理后,耐电化学腐蚀性能明显增强。     

690 MPa级耐候桥梁钢在模拟工业大气环境下的腐蚀行为研究

采用周期浸润加速腐蚀实验和电化学方法,结合场发射扫描电镜 (FE-SEM)、X射线衍射 (XRD)、电子探针 (EPMA) 等表面测试技术研究了 690 MPa 高性能耐候桥梁钢在模拟工业大气环境中的腐蚀行为。结果表明,在腐蚀初期,以贝氏体为主的Q690qENH钢的耐蚀性优于含有铁素体和珠光体组织的Q235钢;在腐蚀后期,Q690qENH钢腐蚀速率逐渐减小且远低于Q235钢,Q690qENH钢锈层中Cu、Cr、Ni合金元素的富集提高了锈层的致密性和稳定性,对腐蚀性介质的抵抗作用更强,锈层保护性参数 α/γ*更大。电化学结果也表明,Q690qENH 钢的锈层电阻及线性极化电阻更大,保护作用更强,因此在模拟工业大气环境中耐蚀性明显优于Q235 钢。