316L不锈钢表面Ni-P镀层在腐蚀过程中的腐蚀行为研究

研究基于化工标准的316L不锈钢在腐蚀过程中表面Ni-P镀层的腐蚀行为有重要的科研意义。本文在316L不锈钢表面镀Ni-P层,并对其腐蚀过程进行了进一步研究。结果表明,316L不锈钢表面镀Ni-P层,并且采取适当的热处理工艺,可以显著地改善316L不锈钢在强酸环境和高温环境下的抗腐蚀能力。     

镁合金化学镀Ni-Cu-P/Ni-P复合镀层及腐蚀防护机理研究

目的为提高镁合金化学镀Ni-P合金镀层的腐蚀防护性能。方法在AZ31B镁合金表面,先化学镀Ni-Cu-P,再化学镀Ni-P,制备Ni-Cu-P/Ni-P复合镀层。研究复合镀层的表面形貌、成分、厚度和腐蚀电流密度随镀液硫酸铜浓度的变化规律,表征1.0 g/L硫酸铜质量浓度下,复合镀层的截面形貌、成分和晶态结构。结合动电位极化曲线和盐雾试验,分析复合镀层的耐蚀性能和腐蚀防护机理。结果复合镀层中的铜含量随硫酸铜浓度的增加而升高,铜对复合镀层的结构和性能影响很大。通过抑制镀层表面胞状物的生长和增加形核点数量,铜的共沉积能够大幅提高复合镀层的致密性。随硫酸铜浓度的增加,样品表面的催化活性下降,镀液稳定性升高,由此导致复合镀层的厚度随硫酸铜浓度的增加而明显下降。硫酸铜质量浓度为1.0 g/L时,复合镀层均匀致密,并具有可钝化性,按照ISO 9227,其耐盐雾腐蚀时间超过180 h。结论化学镀Ni-Cu-P/Ni-P复合镀层能够赋予镁合金表面优异的耐蚀性能,复合镀层所具有的可钝化性和均匀致密的镀层结构,是镀层腐蚀防护性能提升的主要原因。     

Ni-P-CNTs化学镀层在酸性溶液中的电化学腐蚀行为

为了更深地认识CNTs对Ni—P镀层电化学腐蚀性能的影响,采用复合化学镀技术,通过向优化的化学镀溶液中加入碳纳米管的方法在45^#钢基材上制备了Ni—P—CNTs复合镀层,并用相同工艺在45^#钢基材上直接化学镀Ni—P镀层作为对比。采用SEM／EDAX,XRD和TEM综合分析了复合镀层的形貌和结构,分析表明：所得镀层以非晶结构为主,碳纳米管均匀分布在镀层中。采用动电位极化及交流阻抗技术对比研究了Ni—P—CNTs复合镀层及纯Ni—P镀层在0．5mol／LNaCl＋0．05mol／LH2sO4酸性溶液中的电化学腐蚀行为,腐蚀实验结果表明：在该介质溶液中,与不含碳纳米管的Ni—P镀层相比,Ni—P—CNTs复合镀层的自腐蚀电位和自腐蚀电流密度较低,耐均匀腐蚀性能得到明显改善;此外,碳纳米管的加入还明显提高了Ni—P镀层在该介质溶液中的耐点蚀性能。     

化学法退除钢基Ni-P镀层

通过试验得出化学退除 Ni-P 镀层的配方是以间硝基苯磺酸钠为氧化剂、乙二胺为络合剂的退除液,对含 P 量在3—15%范围内的合金镀层有较好的退除效果,对高精密零件上不合格 Ni-P 镀层的退除有独到之处。     

单相、两相流中65Mn和316L不锈钢的化学腐蚀研究

利用质量损失法,研究了单相、两相流中65Mn和316L不锈钢的化学腐蚀行为。结果表明:65Mn和316L不锈钢在单相、两相流中的冲刷腐蚀速率随温度升高而变大,随理论速率减小而增大。相同条件下,65Mn的质量损失速率比316L不锈钢大。两相流中的腐蚀机制与静态和单相流中的不同,为均匀腐蚀、轻微选择腐蚀、切削,以及轻微塑性腐蚀共同作用的结果,Ni-P镀层能减缓冲刷腐蚀对试样表面的影响。     

Ni-Cu-P化学沉积镀层初期冲刷腐蚀的电化学行为

利用化学镀技术,采用碱性镀液配方,在紫铜基体上制备Ni-Cu-P三元合金镀层.经EDX分析镀层中Ni、Cu和P的含量约为78.9wt％、11.4wt％和9.7wt％,属于高磷镀层.经TEM分析镀层为混晶态结构.采用管式冲刷腐蚀试验机,利用电化学测试手段,综合宏观腐蚀形貌研究镀层初期冲刷腐蚀行为.探讨在人工海水中不同冲刷流速条件下,24 h的冲刷时间内,镀层反应的电化学阻抗谱信息.结果表明,不同冲刷流速对镀层耐蚀性能有明显的影响,冲刷条件相对于静态条件,镀层耐蚀性能明显下降,当冲刷流速为6.5 m/s时,镀层耐冲刷腐蚀性能相对于冲刷流速为3m/s、4m/s时,更加良好稳定.     

316L不锈钢在回用污水培养微生物介质中的腐蚀行为

采用电化学方法研究了316L不锈钢材料在经三级处理以后的回用污水培养的微生物介质中的腐蚀行为。结果表明,不锈钢电极在回用污水接种的培养基介质中的自腐蚀电位较纯培养基介质中明显负移,阳极极化电流大于纯培养基介质中不锈钢电极的阳极极化电流,含菌培养基中不锈钢的电化学阻抗值小于相应的无菌培养基中的电化学阻抗值,这表明回用污水中的微生物对不锈钢材料的腐蚀起到促进作用。     

316L不钢在回用污水培养微生物介质中的腐蚀行为锈

采用电化学方法研究了316L不锈钢材料在经三级处理以后的回用污水培养的微生物介质中的腐蚀行为。结果表明，不锈钢电极在回用污水接种的培养基介质中的自腐蚀电位较纯培养基介质中明显负移，阳极极化电流大于纯培养基介质中不锈钢电极的阳极极化电流，含菌培养基中不锈钢的电化学阻抗值小于相应的无菌培养基中的电化学阻抗值，这表明回用污水中的微生物对不锈钢材料的腐蚀起到促进作用。     

热处理对Ni-P镀层耐硫酸露点腐蚀性能的影响

在20R钢表面化学镀Ni-P合金镀层,结果表明：制备的镀层表面平整致密无裂纹,P含量为10.72%,属于高磷非晶镀层。对镀层热处理后的结构、表面形貌、结合强度等性能进行了测试分析,发现Ni-P镀层经200 ℃热处理后仍保持非晶态结构并且结合强度更好,升温至300 ℃后开始析出Ni3P相,镀层转化为混晶态结构。采用电化学试验方法研究经200 ℃热处理后Ni-P镀层及常用钢材20R、ND钢和316L不锈钢的耐蚀性,发现Ni-P镀层相对于20R、ND钢和316L不锈钢在5%硫酸溶液中的自腐蚀电位更高,为-234 mV,自腐蚀电流密度更小,为3.8687×10-6 A·cm-2,电荷转移电阻更大,为954.9 Ω·cm-2,体现了更好的抗硫酸腐蚀性能;对四种材质在60 ℃不同浓度硫酸溶液中进行实验室均匀腐蚀试验,它们的年腐蚀率排序为20R＞＞ND＞＞Ni-P＞316L。     

Ni-P-Al2O3镀层的腐蚀、冲刷腐蚀和磨损行为

采用质量损失法系统研究了65Mn板材和W6Mo5Cr4V2高速钢钻头表面的Ni-P-Al2O3镀层的腐蚀、冲蚀和磨损行为。用扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)进行形貌观察和成分分析。结果表明,Ni-P-Al2O3镀层的腐蚀和冲蚀性能优于316L不锈钢,镀层的腐蚀和冲刷腐蚀速率随介质温度升高而增大,400℃热处理降低镀层的腐蚀和冲刷腐蚀抗力。镀层在Na2S,HCl和H2SO4溶液中的腐蚀速率依次增大,在Na2S和H2SO4中发生均匀腐蚀,而在HCl溶液中则是局部腐蚀。在大气环境中,镀层的耐磨性不如高速钢基体。     

Ni-CeO2纳米镀层在酸性NaCl溶液中的腐蚀行为及电化学阻抗谱特征

借助超声辅助脉冲电沉积的方法在Watts-Ni电解液体系中制备了纳米晶纯Ni和Ni-CeO2复合镀层.采用电化学阻抗谱(EIS)测量和等效拟合电路解析,并结合静态浸泡腐蚀实验及其产物分析,研究了纳米CeO2颗粒对Ni镀层在3.5%NaCl+1.5%HCl(质量分数)混合水溶液(简称酸性NaCl溶液)中腐蚀性能的影响.结果表明:经600℃,4 h空气中的时效处理,可促使被填埋在镀层表面的稀土复合相沿晶界析出,并形成连续致密的弥散相钝化膜,填补并黏性钉扎由于电沉积析氢反应而遗留在镀层表面的微孔或热裂纹等缺陷,有效减少点蚀或晶间腐蚀的发生;动态极化曲线(Tafel)测定表明,纳米晶纯Ni和Ni-CeO2复合镀层在酸性NaCl溶液中均表现出明显的自钝化过渡区,后者自腐蚀电流较前者降低了近1.5个数量级;此外,EIS测试显示,纯Ni镀层的EIS由一个高频容抗弧和一个中低频扩散弧组成,时效处理前后Ni-CeO2镀层的EIS均呈现单一容抗弧特征,且相位角在更宽的频率范围内接近90°,从而表现出优异的抗腐蚀性能.在酸性NaCl溶液长期浸泡过程中,少量的Ce3+从CeO2弥散相中被还原释放出来作为缓蚀剂吸附在活性区域,提高了复合镀层的抗腐蚀性能;腐蚀形貌观察显示,Ni-CeO2镀层表面里现轻微的均匀腐蚀并被胶状不溶解的腐蚀产物所覆盖,而纯Ni镀层表面则出现了严重的点蚀现象;对腐蚀产物进行XRD和XPS测试分析表明,纯Ni试样表层主要积累了NiCl2和Ni(OH)2等腐蚀产物;而Ni-CeO2除含有上述这些主要产物之外,还包含CeCl3和CeO2等微溶相,覆盖并封堵点蚀源,可有效地阻止Cl-的扩散渗透行为.     

J4不锈钢及化学镀Ni-P和Ni-Cu-P镀层在液-固两相流中的冲刷腐蚀行为

用质量损失法系统研究了不同温度(25和50℃)和不同冲刷速率(0.63—1.88 m/s)下,J4不锈钢、Ni-P和Ni-Cu-P合金镀层,及对比材料316L不锈钢在液-固两相流(20%H_2SO_4+20 g/L Al_2O_3)中的冲刷腐蚀行为,结果表明:不锈钢和镀层的抗冲刷腐蚀性能由高到低依次为镀态Ni-Cu-P,镀态Ni-P,热处理态Ni-Cu P,316 L,J4,提高两相流介质温度均使它们的冲刷腐蚀速率增大。316L不锈钢在25℃液-固两相流介质中的冲刷腐蚀速率分别为镀态Ni-Cu P,镀态Ni-P和热处理态Ni-Cu-P镀层的8.5倍,8倍和2.6倍以上,而在50℃下分别为392倍,80倍和14.8倍以上;J4不锈钢在25和50℃液-固两相流介质中的冲刷腐蚀速率分别为316L不锈钢的28倍和13倍以上,在25和50℃,J4不锈钢分别为选择性腐蚀和均匀腐蚀,而316L不锈钢均为轻微选择性腐蚀,Ni-P和Ni-Cu-P合金镀层均为均匀腐蚀。     

316L奥氏体不锈钢的腐蚀行为

综述了316L奥氏体不锈钢应用过程中的腐蚀行为,包括晶间腐蚀、应力腐蚀开裂、缝隙腐蚀、环烷酸腐蚀、大气腐蚀和海水腐蚀。同时介绍了合金元素Mo、N和Al,以及电解质类型、温度、浓度等因素对其腐蚀行为的影响。最后讨论了应用中存在的问题,并对未来的发展做了一些展望。     

锌系磷化膜对钕铁硼/Ni-P镀层结合力的影响

针对工业化生产中烧结NdFeB磁体与Ni-P化学镀层结合力差的问题,尝试在磁体表面制备一层磷化膜,以提高Ni-P镀层与基体的结合力。通过正交实验确定了磷化液的组成及工艺,利用扫描电镜分析了磷化膜表面形貌的演变规律,并讨论了表面形貌对镀层结合力的影响机制。结果表明,磷化处理后的磁体表面与Ni-P镀层的结合力由2.33 MPa提升到10.07 MPa,其原因是磷化膜表面大量均匀的微裂纹对Ni-P镀层的机械钉扎作用。     

表面氧化膜对B510L热轧钢板腐蚀行为的影响

用极化曲线和交流阻抗等电化学方法研究了B510L热轧钢板表面氧化膜对基体钢板腐蚀行为的影响.结果表明:热轧钢板的阳极与阴极过程主要通过氧化膜自身缺陷在基体表面进行,氧化膜本身主要对基体金属起到物理屏蔽作用,并不影响膜下金属腐蚀反应的过程和机制.研究中发现腐蚀电流与氧化膜中存在的缺陷数量成正比,因此,氧化膜的孔隙率可以用有膜和无膜金属腐蚀电流比值表达.计算结果表明,测定氧化膜覆盖金属的腐蚀电流和极化电阻可以合理评价热轧钢板表面氧化膜的孔隙率.     

钨铜合金化学镀镍磷镀层在NaCl溶液中的腐蚀行为

采用化学沉积的方法在W-Cu粉末合金上成功地实现了化学镀Ni-P镀层,镀层表面光滑、致密,在结构上属于非晶态;经过25 d的3.5 mass%NaCl溶液浸泡研究表明:在浸泡的前16 d中,化学镀Ni-P镀层的腐蚀速率逐渐增大,在16 d之后腐蚀倾向有所降低;通过腐蚀失重实验得到Ni-P镀层的腐蚀失重小于W-Cu合金,说明化学镀Ni-P镀层可以对W-Cu合金起到保护作用.     

Ni-P化学镀层对304L钢焊接接头应力腐蚀的影响

用慢应变速率（ＳＳＲＴ） 和恒载荷应力腐蚀试验方法研究了ＮｉＰ化学镀层对３０４Ｌ 钢焊接接头在４２ ％ ＭｇＣｌ２ 溶液和５ ％ ＨＣｌ 溶液中的应力腐蚀（ＳＣＣ） 的影响,并对镀层的最佳磷含量进行了研究。在较低的应力下,特别是在镀层不开裂的情况下,镀层能起到抗ＳＣＣ的作用;而当应力较高（σ＞ σｓ） 时或在ＳＳＲＴ下镀层破裂时,则裂纹首先在镀层破裂处产生,从而镀层失去保护作用。     

304L不锈钢在硼酸水溶液中的腐蚀行为

采用动电位极化曲线、电化学阻抗谱、扫描电镜和能谱分析方法研究了304L不锈钢在硼酸水溶液中的腐蚀行为。结果表明,304L不锈钢的自腐蚀电位和腐蚀电流密度随着硼酸水溶液温度的升高而增大;不同温度下的电化学阻抗谱呈单容抗弧,表现为一个时间常数,80℃硼酸水溶液中的阻抗模值较小;随时间的延长,304L不锈钢的均匀腐蚀速率逐渐降低,并且维持在较低的腐蚀速率。     

机械研磨对镁合金化学镀Ni-P镀层结构及性能的影响

通过在镀液中加入介质小球,进行搅拌,对镁合金化学镀Ni-P过程施加机械研磨作用。结果表明,机械研磨改变了镀层的生长方式,获得的镀层表面光滑、平整,镀层颗粒明显细化,没有孔隙;在机械研磨作用下,镀层发生了由非晶向晶态的转变,形成固溶P的晶态Ni镀层,镀层硬度显著提高。机械研磨化学镀Ni-P镀层在400℃热处理1h,镀层中析出Ni3P相,镀层硬度进一步提高,而且镀层中没有传统化学镀Ni-P镀层热处理后产生的裂纹。镁合金机械研磨化学镀Ni-P镀层的耐磨和耐蚀性能获得显著提高。     

W含量对Ni-P/Ni-W-P双层镀层性能的影响

在化学镀条件下,研究了W含量对Ni-P/Ni-W-P双层镀层的表面形貌、耐蚀性能和硬度的影响。结果表明,在中钨条件下的镀层具有更好的耐蚀性能和更高的硬度。