Ti—15—3钛合金电偶腐蚀与防护研究

通过电偶电流和大气曝晒试验，研究了Ｔｉ－１５－３合金同其它材料之间的电偶腐蚀主防护方法，结果表明，铝，钢与Ｔｉ－１５－３相接触时，电偶腐蚀较严重需加以防护；不锈钢，碳纤维材料与Ｔｉ－１５－３相接触时，电偶腐蚀较轻微，可以不加防护。材料表面涂覆有机涂层可以有效地降低铝－然，钢－钛之间的电偶腐蚀速度。     

0Cr13Ni8Mo2Al钢与铝合金和钛台金接触腐蚀与防护研究

通过测定0Cr13Ni8Mo2Al钢与铝合金（LY12）和钛合金（TC4）组成的电偶对的电偶电流的方法,研究了0Cr13Ni8Mo2Al钢在使用中与铝合金和钛合金接触时发生电偶腐蚀的敏感性。研究结果表明:0Cr13Ni8Mo2Al钢与铝合金接触时会产生严重的电偶腐蚀,必须进行防护处理方可使用;与钛合金接触时产生的电偶腐蚀很轻微,可以不进行防护。0Cr13Ni8Mo2Al钢表面进行镀镉钛防护后,与铝合金接触时的电偶电流密度大为减小,相差近10倍;采用环氧锌黄底漆、XM-33-4双组分密封胶防护可以有效地防止0Cr13Ni8Mo2Al钢与铝合金和钛合金接触产生的电偶腐蚀。     

0Cr13Ni8Mo2Al钢与铝合金和钛合金接触腐蚀与防护研究

通过测定OCr13Ni8Mo2Al钢与铝合金（LY12）和钛合金（TC4）组成的电偶对的电偶电流的方法，研究了OCr13Ni8Mo2Al钢在使用中与铝合金和钛合金接触时发生电偶腐蚀的敏感性。研究结果表明：OCr13Ni8Mo2Al钢与铝合金接触时会产生严重的电偶腐蚀，必须进行防护处理方可使用；与钛合金接触时产生的电偶腐蚀很轻微，可以不进行防护。OCr13Ni8Mo2Al钢表面进行镀镉钛防护后，与铝合金接触时的电偶电流密度大为减小，相差近10倍；采用环氧锌黄底漆、XM－33－4双组分密封胶防护可以有效地防止OCr13Ni8Mo2Al钢与铝合金和钛合金接触产生的电偶腐蚀。     

不同表面防护处理的6016铝合金/DC01碳钢电偶腐蚀行为研究

为探究车用钢铝电偶腐蚀的表面防护工艺效果,分别对车用6016铝合金和DC01碳钢进行钛锆转化和热镀锌处理,采用极化测试、电化学噪声技术和扫描电镜分析不同表面处理的电偶腐蚀速率及腐蚀形态。结果表明:未处理的6016铝合金与DC01碳钢之间存在显著的电偶腐蚀,铝合金作为阳极,偶接24 h就表现出全面腐蚀;仅对铝合金钛锆转化处理,铝合金仍作为阳极,其腐蚀形态以点蚀为主,电偶电流略微降低,防护效果不明显;仅对碳钢镀锌处理,发生极性反转,铝合金转变为阴极受到保护,但铝合金表面富铁夹杂诱发了点蚀坑的形成;对铝合金钛锆转化处理的同时对钢镀锌,电偶电流降低两个数量级,电偶腐蚀防护效果显著。     

爆炸复合材料铝-钛-钢在不同海域的腐蚀行为

按照爆炸复合材料的应用条件，将铝-钛-钢投放在青岛、舟山和厦门三个海域的潮差和飞溅区，暴露一年后研究了材料的腐蚀情况和力学性能。复合材料的腐蚀形态主要为电偶腐蚀，在铝-钛之间形成腐蚀沟槽。但是，腐蚀对复合材料的结合力性能影响不大。     

模拟海洋大气环境下钛铝连接件的电偶腐蚀研究

目的 探究海洋大气环境下飞机结构用钛铝连接件的电偶腐蚀行为,分析结构件各位置的电偶腐蚀差异,完善钛、铝金属间的电偶腐蚀机理。方法 通过动电位极化曲线、零电阻电流(ZRA)及中性盐雾试验等,比较浸泡和薄液膜2种测试条件对腐蚀过程的影响。利用有限元模拟(FEM)表征电偶作用在钛铝表面的影响范围,并预测各位置的腐蚀程度,最后通过腐蚀形貌和失重试验加以验证。结果 在模拟海洋大气环境下钛及铝合金的阴极反应速率相较于浸泡条件下有所提高,耦合后两金属间的电偶电流密度由浸泡时的1.52 μA/cm²提升至11.00 μA/cm²,腐蚀形态由局部点蚀凹坑转变为连续网格状腐蚀条纹。另外,钛与铝金属间的电偶电位(Eg=−700 mV, vs. SCE)与阳极铝合金的自腐蚀电位(Ecorr, Al=−680 mV, vs. SCE)接近,两者间较低的电位差使得电偶作用在铝表面的影响距离只有10~15 mm。结论 钛铝连接件的电偶腐蚀主要集中在与钛直接接触的铝合金交界处,但不同边界位置的腐蚀深度也可能相差4倍以上,这主要与电偶作用影响范围内的阴/阳极面积比有关。     

Ti8LC钛合金与主要结构材料的电偶腐蚀及防护研究

通过测定表面防护处理前后,Ti8LC钛合金、7710铝合金、ZL59铝合金、30CrMnSiA高强钢的电极电位,以及Ti8LC钛合金与其余3种材料组成偶对后的电偶腐蚀电流-时间曲线,研究了表面防护处理前后3种偶对的电偶腐蚀行为,并评估了电偶腐蚀敏感性.研究结果表明:Ti8LC与7710铝合金、ZL59铝合金、30CrMnSiA钢偶接时,会产生严重的电偶腐蚀,必须进行表面防护处理才能使用;采用涂层前处理+有机涂层防护的方法,可有效阻止Ti8LC钛合金与铝合金和高强钢的电偶腐蚀.     

高强钢与典型管系材料B10和TA2之间的电偶腐蚀及其电绝缘

采用电偶腐蚀试验研究了某高强钢与铜镍合金(B10)和工业纯钛(TA2)在面积比为1∶1条件下的电偶腐蚀倾向以及腐蚀程度,通过改变两电偶对材料间串联绝缘电阻值,研究绝缘电阻对电偶腐蚀的影响规律。结果表明:高强钢与典型管系材料B10和TA2在海水中具有较强的电偶腐蚀倾向,偶接后高强钢作为阳极,腐蚀加剧;试验条件下,两电偶对材料间绝缘电阻高于10kΩ时,可有效控制电偶腐蚀的发生。     

复合材料对铝合金接触腐蚀的影响

研究了碳纤维环氧复合材料与铝合金接触腐蚀特性。指出了碳纤维环氧复合材料与铝合金之间存在的电位差和电偶腐蚀电流是引起材料的接触腐蚀和影响铝合金机械性能的原因。也提出了防止碳纤维环氧复合材料与铝合金之间产生接触腐蚀的防护措施。     

几种金属副在NaCl溶液中的抗蚀耐磨性能评价

应用电化学测试手段，针对20、2Cr13、QAl 9-2、QA l 10-3-15和QAl 10-4-4五种材料试件，分别测定了它们在NaCl溶液中的腐蚀电位及与QAl 9-2偶接时的电偶腐蚀电流的变化.并对几种铝青铜材料和QAl 9-2构成的摩擦副进行了摩擦磨损性能分析.结果表明，铝青铜材料的抗腐蚀性比钢好.其中QAl 10-4-4的腐蚀电位最为偏正，但它与QAl 9-2配副会对QAl 9-2产生较大的阳极电偶腐蚀；QAl 9-2与QAl 9-2相配时的电偶腐蚀最小，但其摩擦相溶性最差；而QAl 9-2与QAl 10-3-15材料副的抗电偶腐蚀能力和摩擦相溶性均佳.     

具有阴极电泳涂层AM50镁合金与钢接触电偶腐蚀

研究了AM50裸镁合金及在裸镁合金上进行阴极电泳处理、硅烷预处理再阴极电泳处理3种不同样件与Q235钢螺栓连接在5%NaC1水溶液中浸泡的腐蚀规律,仔细观察对比3种不同表面状态的镁合金在不同时间浸泡后的表面腐蚀情况,测定各自的腐蚀速率,对腐蚀后的区域进行微观分析,并用腐蚀模型对其腐蚀的行为规律进行了解释.结果表明:镁合金可以通过阴极电泳处理获得耐蚀防护涂层,硅烷预处理可以进一步提高电泳膜层与基体的附着力,从而大大提高镁合金与钢螺栓接触的耐电偶腐蚀性;AM50镁合金与Q235钢螺栓接触电偶腐蚀的影响区面积不随腐蚀时间的延长而增大,其电偶腐蚀速度沿纵深方向(与螺栓接触方向)比横向的均匀腐蚀速度快.     

船舶用Ti70合金在人工海水中的腐蚀行为研究

采用全浸腐蚀和电偶腐蚀实验,研究了Ti70合金的均匀腐蚀行为,以及与945钢的电偶腐蚀行为。结果表明：Ti70合金耐蚀性能极好,在60 ℃人工海水浸泡30 d后试样出现了轻微增重,腐蚀速率为-5.857×10^-4 mm/a,达到了I级完全耐蚀级别;Ti70合金自腐蚀电位远高于945钢,两者偶联时945钢将作为阳极被加速腐蚀;随着Ti70/945钢偶对面积比增加,945钢质量损失、以及电偶腐蚀电流和电偶腐蚀系数均逐渐增加,当两者偶对面积比为1∶1时,电偶腐蚀敏感等级达到了D级,因此当Ti70合金与945钢接触使用时需对945钢进行阴极保护。     

柔性石墨网与镀锌钢在模拟土壤环境中的电偶腐蚀行为

模拟了河南典型土壤介质环境,研究了典型“金属引下线(镀锌钢)-石墨接地网”之间的电偶腐蚀行为。结果表明：在模拟土壤介质工况条件下,金属引下线和石墨接地网之间的电位差约为700 mV,具有显著电偶腐蚀倾向,其中,引下线镀锌钢的自腐蚀电位更负,为电偶腐蚀阳极,腐蚀进程将被加速;电导率和含氧量对这两种材料间的电偶腐蚀行为均有显著影响;随着电导率和含氧量的升高,电偶电流密度均增大,在含氧量15%和电导率1 000μS/cm条件下,相比无偶接试样,其电偶腐蚀加速倍率分别达到13.36和5.18,电偶加速效应明显;面积比的升高对电偶腐蚀也具有明显的促进作用;本研究条件下上述两种材料间的电偶腐蚀敏感性等级均达到最高级E级。在新型石墨接地网装置中,镀锌钢引下线存在较高电偶腐蚀风险,在实际使用中应尽量避免上述两种材质的组合,在无法避免的情况下,应对其采取合理的防护措施。     

Q235钢-紫铜在不同温度酸性红壤中的电偶腐蚀行为

目的研究Q235钢-紫铜电偶对在不同温度红壤中,电偶腐蚀的加速效应和腐蚀机理。方法通过恒温恒湿箱模拟不同温度的酸性红壤环境。采用失重法测定Q235钢-紫铜电偶对的电偶腐蚀动力学曲线,采用ZRA零电阻电流计研究电偶电流和电偶电位随腐蚀时间的变化曲线。通过XRD、SEM/EDS检测腐蚀产物的成分和微观形貌。结果电偶腐蚀20 d后,土壤温度为20、40、60℃Q235钢的腐蚀质量损失分别为0.4276、0.9432、1.4622 g/dm~2,电偶腐蚀效应分别为4.51、2.90、2.56。Q235钢在酸性红壤中呈局部腐蚀形态,当土壤温度为20℃和40℃时,腐蚀产物主要由FeO、Fe_3O_4与土壤颗粒胶结形成,结构较疏松;当温度为60℃时,腐蚀产物主要由Fe_3O_4组成,结构较致密。随着腐蚀时间的增加,电偶电位呈现起伏波动,电偶电流减小。腐蚀20 d后,Q235-紫铜电偶对在60℃下的电偶电流(71.1μA)小于20℃下的电偶电流(336μA),电偶腐蚀作用较弱。结论土壤温度越高,Q235钢腐蚀越严重。腐蚀进行的后期,温度较高的红壤中,Q235钢形成的腐蚀产物结构致密,且土壤氧含量低,对电偶腐蚀产生抑制作用。     

铜-钢电偶加速钢在土壤中腐蚀的研究──大庆土壤试验的部分结果

铜-钢电偶对在土壤中可以加速钢的腐蚀,在大庆土中,当铜-钢电偶的面积比达30:1时,控制一定的温度、湿度条件,可以使钢的腐蚀在半年内达到或超过现场埋片30a的程度,因此有可能用短期的室内电偶腐蚀加速试验数据来预测现场埋片长期的腐蚀程度.     

不同湿度的酸性红壤中Q235钢-紫铜电偶腐蚀行为研究

目的研究典型江西酸性红壤环境中,不同土壤含水量对Q235钢-紫铜电偶腐蚀行为的影响。方法将Q235钢-紫铜偶接后置于不同湿度的红壤中,采用ZRA-2型电偶腐蚀计测量电偶电流和电偶电位。每间隔一定时间取出样品称重,获得腐蚀动力学曲线。采用XRD、SEM和EDS分析腐蚀产物形貌、成分和物相组成。结果腐蚀产物主要为Fe_3O_4、Fe_2O_3和FeOOH。随着土壤含水量增加,腐蚀产物剥落越严重,样品腐蚀失重越明显。Q235钢与紫铜偶接后,电偶腐蚀效应导致碳钢腐蚀加速。土壤含水量(质量分数)分别为10%、20%和30%时,电偶腐蚀效应分别为5.70、4.30和4.08。腐蚀初期,由于表面生成腐蚀产物,电偶电流出现急剧降低。结论随着土壤含水量增加,电偶电流增加,腐蚀越严重。     

钛及钛合金海水腐蚀的电化学研究

为使Ti在海洋工程上广泛应用和进一步认识这些材料在海水中的腐蚀特性。本研究选用常规的和自设计的电化学方法,研究了纯钛(TA2),Ti-6Al-4V(TC4),Ti-4Al-3Mo-1V(BT14)、Ti-4Al-0.005B(TA5),Ti-0.2Pd,Ti-0.3Mo-0.8Ni(Ti-12),Ti-3Al-2.5V(T-3-2),Cu70Ni30(B30),不锈钢(18-8)等材料在天然海水中的极化特性、腐蚀电位以及相互间偶对的电偶腐蚀效应,测试并描绘了稳定电位、电偶腐蚀的开路电位、电偶电流与时间曲线,计算了自腐蚀率和偶合后腐蚀率。实验表明:在天然海水中,Ti的腐蚀电位急剧正移,明显高于B30、18-8。具有良好的抗海水腐蚀性能,Ti、B30、18-8互相偶对,Ti-Ti偶合效应最小,Ti-18-8偶合效应次之,Ti-B30偶合效应最大,Ti本身不腐蚀,但加速了B30和18-8腐蚀。本文对Ti的海水腐蚀电化学研究方法作了评价。     

5383铝合金与907钢和铝青铜早期电偶腐蚀的平面分布

通过电偶电流测试和腐蚀形貌观察等方法,研究了5383铝合金分别与907钢和铝青铜组成的两种电偶体系的早期电偶腐蚀平面分布。研究结果发现,两种电偶对中5383铝合金为阳极,907钢和铝青铜则始终为阴极受到保护;5383铝合金的腐蚀形貌有亚稳点蚀、不规则点蚀和类丝状腐蚀;电偶电流随时间变化规律相似,即腐蚀初期电流迅速降低,之后趋于稳定;与偶接点的距离增大,电偶电流降低,且远端的电流分布较为均匀;5383铝合金与907钢偶接时比与铝青铜偶接时大部分区域电流密度更小,但电偶腐蚀更加集中于2 mm内的区域。     

模拟海洋环境下7B04铝合金电偶腐蚀预测及验证

基于腐蚀电化学原理和有限元方法,建立7B04铝合金分别与CFRP、TA15钛合金、30CrMnSiA钢在模拟海洋环境下耦合时的电偶腐蚀模型,仿真得到电极表面的电偶电位和电偶电流密度分布等;实测电偶腐蚀电流并对模型的预测结果进行验证。结果表明:自腐蚀电位由高到低可依次排列为E_CFRP > E_TA15 > E_30CrMnSiA > E_7B04,耦合后7B04铝合金作为阳极而加速腐蚀;不同电偶体系的电偶电位相差不大,而电偶电流变化明显;阴/阳极面积比相同时,7B04铝合金与CFRP耦合时的电偶电流最大,即电偶效应最强,与TA15钛合金耦合时的电偶电流次之,与30CrMnSiA钢耦合时的电偶电流最弱;阴/阳极间的电偶电位和电偶电流随阴/阳极面积比的增加而线性增加;计算结果与预测结果相对误差基本在±5%以内,表明电解液中的双电极电偶腐蚀模型有较高的预测准确度。     

TA15合金微弧氧化陶瓷涂层制备与电偶腐蚀性能

目的 改善TA15合金（Ti6Al2Zr1Mo1V）与异种金属间接触时产生的电偶腐蚀性能。方法 采用微弧氧化（Microarc oxidation,MAO）方法在硅酸盐电解液中,于钛合金表面制备TiO2基陶瓷涂层。采用XRD、SEM和EDS等方法,表征涂层的物相成分、组织结构及元素分布,用极化曲线、电化学阻抗谱和电偶腐蚀等测试涂层的耐腐蚀性能。结果 微弧氧化涂层由内外两层组成,内层致密,外层疏松多微孔,且内层与基体的结合呈现凹凸界面,出现“局部过生长”现象。涂层以金红石和锐钛矿TiO2相为主。与基体合金相比,陶瓷涂层的自腐蚀电位提高了0.672 V;随氧化时间的延长,涂层厚度增加,内层变得更加致密,涂层的自腐蚀电位提高。涂层内层的阻抗模值,随氧化时间的增加而增大,分别为1.16×106 Ω?cm2（10 min）、1.2× 106 Ω?cm2（30 min）和3.8×106 Ω?cm2（50 min）。在3.5%NaCl溶液中进行电偶腐蚀试验15天后,30CrMnSiA钢/TA15合金微弧氧化涂层对偶件的平均电偶腐蚀速度,明显低于30CrMnSiA钢与TA15合金、巴氏合金、铝青铜偶接时的腐蚀速度。结论 微弧氧化致密阻挡层具有良好的阻隔特性,降低了电偶腐蚀敏感度,有效缓解了电偶腐蚀的发生。