高能喷丸处理对15CrMo低合金钢常温黑色转化膜特性的影响

采用高能喷丸的方法在15CrMo低合金钢表面获得剧烈变形层达到组织细化的效果,在喷丸处理前后试样表面分别制备常温黑色转化膜。利用扫描电子显微镜及能谱仪分析转化膜的形貌及组成,采用全浸泡、动电位极化和电化学阻抗谱方法测试转化膜在3.5%NaCl溶液中耐蚀性。结果表明,高能喷丸处理后15CrMo低合金钢表层组织显著细化,组织更加均匀,促进了结晶颗粒细小、致密的黑色转化膜的形成。与未经喷丸处理试样表面的转化膜相比,高能喷丸处理提高了15CrMo钢表面黑色转化膜的耐蚀性,表现为自腐蚀电位提高90mV,自腐蚀电流密度降低60%,耐盐水浸泡时间延长。     

超声喷丸对变形镁合金AZ80M腐蚀行为的影响

采用超声喷丸工艺对AZ80M镁合金板材进行表面纳米化处理。结果表明，超声喷丸使AZ80M镁合金表层的晶粒尺寸显著减小，距喷丸表面50μm以内为大变形区域，存在部分微裂纹；距喷丸表面50～150μm范围内为晶粒细化区域，其组织致密且无明显缺陷。超声喷丸+抛光的AZ80M试样耐蚀性显著提高，开路电势为-1.551 V、自腐蚀电位为-1.481 V、钝化阻抗值R_c达1 772Ω·cm²。浸泡腐蚀试验表明，超声喷丸+抛光的AZ80M试样腐蚀速率明显降低，腐蚀形貌更均匀，腐蚀防护效果更好。     

ZL303铝合金表面微弧氧化陶瓷膜的微结构和耐蚀性研究

为提高ZL303铝合金耐蚀性能,采用微弧氧化技术在ZL303铝合金表面制备陶瓷质氧化膜。通过扫描电镜观察了微弧氧化膜层表面及截面的微结构。利用X射线衍射仪分析了膜层的物相组成。采用腐蚀电化学和高温浸泡实验测试了微弧氧化膜层的耐蚀性。结果表明:所制备的膜层厚度约为13μm,主要由α-Al_2O_3和γ-Al_2O_3组成,外表面存在大量微米级等离子放电微孔。经微弧氧化处理后,试样的电化学阻抗半径增大,自腐蚀电位上升,腐蚀电流密度减小。在高温腐蚀环境中,微弧氧化膜层能有效阻挡腐蚀介质对铝合金基体的侵蚀破坏,耐蚀性能得到提高。     

外锈层对低碳钢腐蚀影响的电化学分析

选用某型船用低碳钢,在3mass%NaCl溶液中浸泡一年,用电化学技术研究外锈层去除前后低碳钢的腐蚀电化学特征.运用线性极化、电化学阻抗(EIS)和电化学噪声(EN)技术比较外锈层去除前后钢的耐蚀性,分析外锈层对腐蚀的影响;通过对内、外锈层和裸钢腐蚀形貌的显微观察、对内锈层的电子探针(EMPA)和X射线衍射(XRD)分析,研究外锈层对腐蚀影响的机理.结果表明,去除外锈层使钢的耐蚀性减小,腐蚀速率增大;外锈层的去除导致氧更易于向内输送,进而影响内锈层/金属基体界面的电极过程.     

海洋柔性立管用高强钢的高温海水腐蚀行为

通过开展浸泡腐蚀实验和电化学腐蚀实验研究了海洋柔性立管用高强钢在高温海水环境中的腐蚀行为。通过分析实验钢的腐蚀速率、腐蚀产物物相组成、腐蚀产物形态特征以及不同腐蚀时间后实验钢动电位极化曲线,揭示了实验钢的高温海水腐蚀行为与机制。结果表明:随着腐蚀时间的延长,腐蚀速率先是快速下降随后缓慢下降并趋于稳定,稳定状态的腐蚀速率为0.071 mm/a。而基体表面附着的腐蚀产物的致密度则是随时间的延长不断增加,抑制了腐蚀过程中的电化学反应。钢中耐蚀元素Cr、Mo、Ni的添加不仅可以促进形成致密稳定的腐蚀产物层,还可提高基体的自腐蚀电位,降低自腐蚀电流,增强实验钢的耐蚀性。     

电火花堆焊技术在钢结构接头防腐中的应用

采用电火花堆焊工艺对HRB 400三级钢焊接接头表面进行堆焊处理,利用扫描电镜对堆焊层组织形貌进行观察和分析,采用5%NaCl溶液通过浸泡实验进行耐腐蚀性测试。结果表明,堆焊层与基体之间为冶金结合。经电火花堆焊后,焊缝表面组织得到细化。堆焊层在腐蚀介质与焊缝之间形成阻隔,一定程度上降低了焊缝的腐蚀倾向,提高了焊缝的耐蚀性。     

表面纳米化低碳钢电化学行为尺寸效应

利用超声喷丸技术制备了表面纳米化低碳钢.结构分析表明,最表层低碳钢的晶粒尺 度在20nm左右,随着向基体方向靠近,纳米层晶粒尺度逐渐增加.对纳米低碳钢在0.05 mol /L H2SO4+0.05 mol/L Na2SO4腐蚀介质中腐蚀速度测试结果表明,纳米化后低碳钢 的腐蚀增加; 纳米低碳钢的电化学腐蚀行为存在尺寸效应.在晶粒尺度小于35 nm时,纳米 低碳钢的电化学腐蚀速度随晶粒尺度的增加而降低,当晶粒尺度高于35 nm后,晶粒尺寸对 腐蚀速度影响不大.纳米化后低碳钢的阳极反应历程不变,阳极交换电流密度提高;而阴极 反应历程改变,析氢反应容易,并由电化学步骤控制转变为由扩散步骤控制.纳米化后低碳 钢阴阳极反应同时得到促进,腐蚀速度增加.     

沉积水中氯、钙离子共存对储罐罐底用钢Q345B耐蚀性的影响

通过电化学阻抗谱(EIS)和Mott-schottky曲线研究了Q345B低碳钢在原油沉积水模拟溶液(氯、钙离子共存)中的腐蚀行为(24d)。通过扫描电镜(SEM)观察腐蚀产物的形貌,通过能谱仪(EDS)确定腐蚀产物的成分。结果表明:表征Q345B低碳钢耐蚀性的电荷转移电阻值随浸泡时间的延长并非单调的增加或减小,而是呈非单调性规律,这与腐蚀产物膜的动态形成、溶解或者破裂及再形成有关。腐蚀产物膜具有P型半导体结构,随时间的延长,半导体的类型未改变,但膜内掺杂浓度发生变化。Q345B钢浸泡2 d的腐蚀产物呈颗粒状分布,腐蚀产物膜层较薄;浸泡24 d的腐蚀产物连接成片,膜层较厚,对基体的保护性较好。     

3Cr低合金钢焊接接头腐蚀膜对基体的保护作用

利用扫描电镜分析3Cr低合金管线钢高频电阻焊接头微观组织,采用高温高压反应釜和电化学阻抗测试技术对焊接接头的CO₂腐蚀行为进行研究. 3Cr低合金钢高频电阻焊焊缝和母材的化学成分一致,组织均为铁素体+珠光体,且焊缝组织更加细小、均匀. 失重试验结果表明,焊接接头的腐蚀速率比母材小0.28 mm/年. 电化学阻抗测试结果表明,浸泡时间48和168 h后,焊缝表面腐蚀膜电阻均大于母材,焊缝腐蚀膜对基体的保护性均好于母材. 这是由于焊缝组织分布均匀细小,表面腐蚀膜均比母材均匀和致密. 浸泡48 h时焊缝表面为双层膜结构,母材为单层膜;浸泡168 h时焊缝和母材表面均为单层膜结构.     

磷化与封护处理对铁质文物的保护作用

对低碳钢表面分别进行封护、磷化和封护-磷化处理;采用浸泡腐蚀试验,盐雾腐蚀试验与电化学测试等方法研究了封护、磷化和封护-磷化处理对基体的防护作用。结果表明:在浸泡腐蚀试验和盐雾腐蚀试验中,与未处理和封护处理相比,磷化和封护-磷化处理对低碳钢基体具有较好的防护作用;磷化和封护叠加后,出现明显的协同效应,对基体的防护效果更加突出,因此,封护-磷化处理试样的耐蚀性最佳。     

Influence of Shot Peening Treatment on the Fatigue and Corrosion Resisting Properties of 2Cr13 Stainless Steel

In the present paper,shot peening treatments were used to strengthen the steel surface,and the influence on the fatigue and corrosion resisting properties of 2Cr13 stainless steel was examined.The residual stress and the surface roughness were investigated by XRD and AFM.The characteristics of fatigue and corrosion resistance have also been analyzed by bending fatigue and salt spray tests.The result reveals that the fatigue limit of the samples is improved dramatically with the increasing of the peening strength by 7.5%.Meanwhile,the peenging angle has no evident influence on the fatigue properties.Compared with the untreated samples,the acid corrosion weight loss of the samples after the shot peening treatment is decreased almost by 90%.From the above experimental results proper shot peening would improve not only the fatigue property but also the corrosion resistance of 2Cr13-typed stainless steel.     

喷丸处理对马氏体时效超高强度钢疲劳性能的影响

通过喷丸处理改善固溶+时效态某马氏体时效超高强度钢的疲劳性能。采用成组法和升降法对喷丸前后试样进行应力比R=-1的旋转弯曲疲劳试验,得到喷丸前后试样的疲劳寿命及1×10⁷周次下的疲劳极限,采用双加权最小二乘法拟合喷丸前后试样S-N曲线。采用X射线衍射法测定喷丸后试样残余应力,并结合ANSYS有限元数值分析,研究了喷丸残余应力对某超高强度钢疲劳性能的影响。结果表明:喷丸可显著提高某超高强度钢的疲劳寿命和疲劳极限,喷丸后的疲劳极限约为喷丸前的1.37倍;喷丸后产生的残余应力使疲劳源远离表面,且外载应力越小,疲劳源距离表面越远,寿命提高的效果越明显。     

表面喷丸强化处理对TC11钛合金疲劳性能的影响

目的改善TC11钛合金的抗疲劳性能。方法采用喷丸表面强化工艺对TC11钛合金进行了表面强化处理,研究了喷丸强化处理、喷丸+二次喷丸强化处理对TC11钛合金试样表面粗糙度、残余应力、显微组织及疲劳性能的影响。结果喷丸处理能够在试样表层引入厚度约230?m的残余压应力场,但同时导致试样表面粗糙度值增加。喷丸后进行表面二次喷丸,试样表面残余压应力值和残余压应力峰值提高,但残余压应力峰值的位置和残余压应力层的厚度变化不大。二次喷丸对试样表面起到一定程度的修复作用,使试样表面粗糙度值降低。喷丸后试样表层组织发生明显的塑性变形,晶粒变细,而喷丸+二次喷丸处理可使试样表层组织得到进一步细化。喷丸处理后,试样的疲劳强度由480 MPa提高至540 MPa,提高了12.5%,二次喷丸使试样的疲劳强度提高至570 MPa,在喷丸的基础上继续提高了5.5%。结论喷丸后对试样表面进行二次喷丸对表层残余应力场的影响不大,二次喷丸主要通过降低试样表面粗糙度值和细化试样表层组织,使试样的疲劳强度得到进一步提高。     

表面强化处理对工业纯钛焊接接头电化学腐蚀性能的影响

为了改善焊接接头的性能,延长其使用寿命,实验采用喷丸强度为0.15A的超声喷丸处理(USSP)方式对工业纯钛TA2焊接接头进行强化。通过OM、SEM、TEM分别对TA2焊接接头各区域组织及腐蚀形貌进行观测,对不同工艺处理试样的残余应力值、表面粗糙度进行了测定,并对超声喷丸后试样表面进行热处理和表面打磨,研究了不同表面残余应力及表面粗糙度对焊接接头焊缝区域在80℃ 的10% HCl溶液中的电化学腐蚀性能。结果表明,USSP强化处理纯钛焊接接头耐腐蚀性能有所提升。经退火处理后,随着退火时间的增加,耐腐蚀性能先增加后降低,退火0.5h时,自然腐蚀电位最高,电流密度最低,耐腐蚀性能最优。经表面打磨处理,腐蚀速率主要由扩散步骤控制,产生浓差极化,随着打磨强化层的增加,扩散速率加快,耐腐蚀性能有提高。打磨至强化层2/5处时,耐腐蚀性能提升明显。     

喷丸和盐酸酸洗对2205双相不锈钢热轧板氧化层微观结构的影响

利用光学显微镜(OM)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)配合能谱仪(EDS)和X射线光电子能谱(XPS)研究了 2205双相不锈钢热轧板经过退火和喷丸处理后的氧化层组成和结构,并分析了盐酸及混酸(HNO₃+HF)酸洗后表面钝化膜微观组织结构,利用电化学测试手段分析了酸洗后钢的耐蚀性,进一步提出了热轧退火2205双相不锈钢板在喷丸和酸洗过程中氧化层去除演变模型。结果表明:喷丸处理对于2205双相不锈钢表层富Fe氧化物的去除效果明显,但是不能去除内层致密的富Cr氧化层。盐酸预酸洗由外向内可以进一步去除喷丸后致密氧化层,硝酸和氢氟酸终酸洗可去除退火产生的贫Cr层,使得钢表面形成富含Cr₂O₃的钝化膜。2205双相不锈钢经混酸终酸洗后表现出比盐酸预酸洗后更高的自腐蚀电位和更大的容抗弧半径,说明混酸酸洗有利于提高2205双相不锈钢的耐蚀性能。     

喷丸对23Co14Ni12Cr3Mo超高强度钢 表面性能的影响

针对23Co14Ni12Cr3Mo超高强度钢材料，研究喷丸强化对其表面性能的影响。采用扫描电镜、白光干涉仪等设备，分析喷丸强化对试样表面形貌、粗糙度、硬度、残余应力、元素含量等的影响。结果表明:喷丸强化后，试样表面留有大量弹坑，产生明显塑性变形；表面粗糙度增大，算术平均粗糙度为1.33 μm；硬度显著增大，最表层硬度由喷丸前的HV 476增加至HV 497，硬化层深度约150 μm；试样表层的残余压应力值由375 MPa增加至475 MPa，最大残余压应力值约518 MPa，位于距表面50 μm深度处，喷丸形成的残余压应力层深度约为134 μm；喷丸后试样中C、Si、Cr等各元素的质量分数均略有增加。喷丸在一定程度上改善了23Co14Ni12Cr3Mo钢材料的表面性能，有利于提高其疲劳抗力和耐腐蚀性。     

喷丸对DZ4合金室温旋转弯曲疲劳性能的影响

采用喷丸对DZ4定向凝固高温合金进行表面强化,研究其表面形貌、粗糙度、显微硬度、组织结构等表面完整性的变化,在室温下进行光滑和缺口试样的旋转弯曲疲劳试验,分析喷丸强化在提高DZ4定向凝固高温合金室温下疲劳性能的机理。结果表明：喷丸强化可以提高光滑和缺口试样的疲劳性能,且对于具有应力集中的缺口试样强化效果不如光滑试样显著。     

喷丸强化改善管线钢X80焊接接头SCC行为研究

采用应力环试验研究了在H2S环境下,喷丸强化及其后处理技术对X80管线钢焊接接头应力腐蚀开裂(SCC)行为的影响和喷丸强化及其后处理前后焊接接头的显微组织结构变化.结果表明:由于残余压应力和晶粒细化的共同作用,喷丸强化能有效改善X80钢焊接接头抗SCC的能力;若喷丸强化后再表面磨光,则可以进一步改善喷丸强化提高SCC抗力的效果.     

高能喷丸参数对304不锈钢表面性能的影响

采用气动喷丸方式,研究喷丸压力和喷丸时间等工艺参数对304不锈钢表面性能的影响。用X射线衍射方法检测了试样表层的晶粒尺寸和相组成,用显微硬度计测量了试样表层的显微硬度。结果表明,304不锈钢板经高能喷丸处理后,表层晶粒明显细化,达到纳米级,喷丸压力越大,晶粒越小;表层组织发生了应变诱导马氏体相变。随着喷丸压力增加,马氏体相逐渐增多,奥氏体相减少;喷丸处理后表层硬度显著提高,显微硬度值是未处理试样的2倍多;在5～15 min范围内,喷丸时间对试样表面性能影响不大。通过对弹丸粒子的运动分析,得到喷丸的能量主要与喷丸压力,弹丸密度、直径以及喷丸距离等参数有关,随着弹丸动能增大,表层晶粒逐渐减小,晶格畸变增加。