焊接参数对2024铝合金FSW接头组织及腐蚀行为的影响

对2024铝合金板进行不同参数下搅拌摩擦焊接, 分析了焊缝表面组织, 检查了在EXCO溶液中焊缝表面的腐蚀行为, 并讨论硬度分布与腐蚀发生的关系. 结果表明, 焊后轴肩作用区晶粒细化明显. 随转速的增加, 焊缝上表面热影响区范围加宽、轴肩作用区硬度上升、耐蚀性能提高. 在转速1500 r/min、行进速度1000 mm/min下所得焊缝金属塑性流动剧烈, 轴肩作用区硬度值已接近母材的硬度值, 在EXCO溶液中浸泡10 h后仅发生点蚀. 与母材相比, 接头硬度的软化区是腐蚀发生的区域, 但硬度值最低的位置与腐蚀最严重的区域没有严格的对应关系.     

不同轴肩组合对双轴肩搅拌摩擦焊接质量的影响

为了揭示不同轴肩端面对双轴肩搅拌摩擦焊接质量的影响,采用凹/凸四种组合的轴肩对8 mm厚的6061铝合金进行焊接试验,结合焊接转矩、输入功率、前导区温度检测手段,详细分析了不同组合焊缝表面成形、横截面宏观形貌、接头组织形态及力学性能。研究结果表明,在四种轴肩组合中,上凹下凹、上凹下凸的组合能产生纹路细腻、成形美观的焊缝,试样拉伸断口形貌呈典型的韧性断裂;凹/凹组合和凸/凸组合的焊缝关于厚度中心对称,但凹/凸组合的焊缝不再关于厚度中心对称;凹肩表面成形效果强于凸肩,凹肩侧表层焊缝的宽度明显大于凸肩侧对应宽度,且凸肩产生表面沟槽缺陷倾向大于飞边倾向;搅拌区凸肩一侧硬度明显高于凹肩一侧硬度,而在两侧的热影响区,凸肩一侧硬度均低于凹肩一侧硬度。     

2024铝合金搅拌摩擦焊焊缝表面腐蚀机理探索

在分析2024铝合金FSW焊缝表面组织及析出相种类的基础上,采用腐蚀类原位观察揭示了焊缝表面的腐蚀演变行为,结合透射电镜、示差扫描量热分析及电化学分析对焊缝接头的腐蚀机理进行了探索。结果表明：FSW后,焊缝区的耐蚀性能下降,SAZ腐蚀最严重,点蚀的起源为S相。焊缝区晶体缺陷增加,导致晶粒和晶界在电化学性能上的不均匀性增大。在FSW过程中SAZ的S相粒子被打碎,并发生部分回溶。当腐蚀发生时,被打碎的S相加大了 SAZ的点蚀密度;溶入基体的Mg元素,提高了轴肩作用区的活性。     

酸性盐雾下2024铝合金搅拌摩擦焊接头的腐蚀行为

在详细分析2024铝合金搅拌摩擦焊焊缝表面微结构的基础上,采用酸性连续盐雾试验研究焊缝表面的腐蚀行为。组织分析表明,焊缝表层因受搅拌头轴肩水平挤压作用而呈现弧形条纹特征,并导致晶粒和第二相粒子得到显著细化;合金中的第二相粒子主要为棒状的Al₂CuMg（S相）和颗粒状的CuAl₂（θ相）。盐雾试验表明,搅拌摩擦焊焊缝区耐蚀性因包铝层遭到破坏而呈现下降趋势,腐蚀程度因焊缝表面残留的纯铝而呈现不均匀性。腐蚀首先从局部点蚀开始,最终演变为剥落腐蚀。     

2024铝合金搅拌摩擦焊接头力学性能及电化学腐蚀行为

通过拉伸测试、硬度测试、电化学测试,研究了2024-T3合金板材搅拌摩擦焊接接头的力学性能、显微组织和局部腐蚀行为。结果表明:焊接接头的硬度曲线呈现W型,轴肩区域内硬度较低,在远离焊缝中心约10 mm的区域内出现了明显软化,软化区处于热影响区;热影响区的耐蚀性高于焊核区的,焊核区的腐蚀电位最低,腐蚀电流最高,抗腐蚀性能较差。主要是由于在该焊接参数下,焊核区经历了较高的温度,强化相(S相)发生粗化,腐蚀敏感性提高。     

搅拌头轴肩尺寸对2219铝合金摩擦搅拌焊接头性能的影响

使用有限元软件ANSYS建立了2219铝合金搅拌摩擦焊有限元模型,得到不同搅拌头轴肩尺寸的搅拌区峰值温度变化曲线,筛选出搅拌区峰值温度分别为熔点70%、80%、90%对应的搅拌头轴肩尺寸。以这些尺寸制作搅拌头,进行了焊接试验,并对焊接接头进行了拉伸试验和显微硬度试验。结果表明,使用轴肩直径为12 mm的搅拌头进行焊接时,其搅拌区峰值温度达到熔点的80%,得到的焊缝表面平整,无飞边毛刺;焊缝截面无未焊透、孔洞、隧道等缺陷;接头抗拉强度最高,为333.9 MPa,达到母材抗拉强度的82.5%。     

7A52铝合金双丝MIG焊接头的不均匀性对其表面微弧氧化膜腐蚀防护作用的影响

以装甲用7A52铝合金双丝MIG焊接接头易于腐蚀,需要进行必要的防护为背景,采用金相显微镜、扫描电镜、能谱分析和极化曲线为表征手段,研究了焊缝组织和成分的不均匀性对表面微弧氧化膜腐蚀防护作用的影响。结果表明:焊缝区为树枝状的铸态组织;熔合区靠近焊缝一侧为细小的等轴晶组织,紧邻热影响区一侧为柱状晶;热影响区的组织部分发生了再结晶;母材为典型的轧制态纤维组织。微弧氧化膜在焊缝表面生长速率慢,Mg参与形成焊缝表面的氧化膜,使得氧化膜的钝化性减弱,致密性和均一性变差,其腐蚀防护作用不及母材和热影响区表面氧化膜的。短期浸泡时,焊缝区、热影响区及母材表面微弧氧化膜的腐蚀防护作用差别较小;长期浸泡后,焊缝表面微弧氧化膜的腐蚀防护作用明显不及母材和热影响区的。     

搅拌头形状对搅拌摩擦焊接头中洋葱环形貌的影响

采用铝箔作为标示材料,用不同螺纹旋向、不同轴肩直径的搅拌头进行了搅拌摩擦焊试验。结果表明,搅拌针表面为左旋螺纹时,洋葱环中心出现在焊缝的中下部,搅拌针表面为右旋螺纹时,洋葱环中心出则现在焊缝的上部;洋葱环花纹是由搅拌针附近的塑性金属在搅拌针表面螺纹的驱动下沿厚度方向迁移并在搅拌针端部或根部形成挤压区所造成的;轴肩较大的搅拌头有利于塑性金属在焊缝厚度方向上的迁移,洋葱环更易于在厚度方向上扩张。     

工艺参数影响2060铝锂合金搅拌摩擦焊接头的成形规律

以在航空领域有广泛应用前景的2 mm厚2060-T8 Al-Li合金为研究对象,进行了搅拌摩擦焊对接接头的试验分析,重点研究焊接工艺参数影响焊接接头成形的规律.研究结果表明,呈碗形的焊缝由轴肩作用区与焊核区组成;轴肩作用区的等轴晶的晶粒大于焊核区.当搅拌头的转速为800 r/min且焊接速度为80 mm/min时,焊接接头的表面成形良好且内部无缺陷.与800 r/min,80 mm/min相比,提高旋转频率或降低焊接速度,焊缝表面变得较粗糙;降低旋转频率或提高焊接速度,焊缝内部会出现隧道型缺陷.     

高强钢激光-电弧复合焊接接头组织和性能

采用激光-电弧复合焊接的方式对高强钢进行了焊接,并利用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪及显微维氏硬度计对接头试样进行了观察和测试。结果表明,焊接接头由焊缝区、热影响区、软化区三个区域组成。焊缝的等轴晶区硬度较低,树枝晶区的硬度稍高于等轴晶区,热影响区与焊缝区的硬度基本相同,其硬度值基本在500~600 HV之间,软化区最低,基体硬度在400 HV左右。焊缝区和热影响区组织均为板条状马氏体,不存在铁素体组织。     

超声冲击对2A12铝合金搅拌摩擦焊接头腐蚀行为的影响

采用腐蚀挂片和动电位极化曲线测试对比研究了超声冲击前后2A12铝合金搅拌摩擦焊接头在3.5% NaCl水溶液中的腐蚀行为. 试验结果表明,超声冲击后接头的平均腐蚀速率是冲击前的1/2,未冲击试样热影响区的自腐蚀电位为?0.629 V(Ag/AgCl),腐蚀倾向最高,由点蚀和晶间腐蚀引起的腐蚀坑平均深度达到125 μm;经过超声冲击处理后,接头各区的自腐蚀电位升高,腐蚀电流密度降低,表面基本呈现均匀腐蚀的形态,最大腐蚀深度不超过40 μm. 超声冲击使材料表层晶粒发生细化和致密化,是材料耐蚀性能提高的主要原因.     

Corrosion Behavior of High-Strength Steel for Flexible Riser Exposed to CO_2-Saturated Saline Solution and CO_2-Saturated Vapor Environments

The corrosion behavior of high-strength steel used for flexible riser exposed to CO_(2-)saturated saline solution and CO_(2-) saturated vapor environments was studied through immersion experiment and electrochemical corrosion experiment. The corrosion behavior and mechanism of the tested steel were analyzed on the basis of corrosion kinetics, nature of corrosion products, corrosion product morphology, elemental distribution and polarization curves. The experimental results showed that the microstructure of the tested steel was bainitic microstructure. The corrosive activity of the tested steel exposed to CO_(2-) saturated vapor environment was significantly lower than that exposed to CO_(2-) saturated saline solution environment.On prolonging the exposure time, the corrosion rate gradually decreased, the corrosion heterogeneity increased, and the dimensions of FeCO_3 crystals gradually became small. At later stages of corrosion, the corrosion current density decreased significantly and the anodic Tafel slope increased, indicating that the corrosion process was strongly inhibited. The corrosion mechanism of low-alloy steel with bainitic microstructure was proposed based on experimental results.     

油套管N80钢的乙酸腐蚀行为

模拟油气田环境,采用高温高压釜对油套管N80钢进行失重腐蚀试验.结果表明:N80钢的腐蚀速率随着乙酸浓度的增加呈升高趋势,但在乙酸浓度为3000μl/L时反而比在1000μl/L时低,并且其在含乙酸的腐蚀介质中的腐蚀速率远高于在未含乙酸的腐蚀介质中的腐蚀速率.利用扫描电子显微镜(SEM)、能散X射线谱仪(EDS)和X射线衍射技术(XRD)研究了在不同乙酸浓度条件下油管钢N80腐蚀的特征并讨论了其腐蚀机理.     

2A12-T4铝合金在盐雾环境下的腐蚀行为与腐蚀机理研究

采用失重法、扫描电镜 (SEM)、X射线衍射仪 (XRD) 和电化学技术研究了2A12-T4铝合金在盐雾环境下的腐蚀规律及机理。结果表明：2A12-T4铝合金的腐蚀失重量与腐蚀时间符合幂指数函数规律。腐蚀初期,在Cl^-作用下2A12-T4合金发生点蚀,随后点蚀发展为全面腐蚀,电化学腐蚀产生大量Al(OH)₃导致疏松腐蚀产物层增厚;腐蚀中、后期,外层腐蚀产物发生脱落,剩余致密堆叠的腐蚀产物层。电化学测试表明,随着腐蚀时间的延长,2A12-T4合金的自腐蚀电流密度先减小后增大再减小,容抗弧先收缩后扩大,最后略有收缩。     

EFFECT OF CHLORIDE ON THE ATMOSPHERIC CORROSION OF SIMULATED ARTIFACT IRON IN NO3-BEARING POLLUTANT ENVIRONMENT

The effect of chloride in nitrogen-bearing pollutant on the atmospheric corrosion of cast iron was investigated by using periodic wet-dry test, electrochemical experiment and surface tension test. Scanning electron microscopy （SEM） with energy disperse atomic X-ray （EDAX） was used to identify the corrosion processes and products. The results of the weight loss measurement showed that the whale corrosion kinetics can be approximately described by： AW=At^8. With the addition of NaCI, B increases. The result presented that CI^- accelerated the corrosion rate obviously during the whale corrosion process. The initial corrosion process was investigated from the viewpoint of surface tension. At the initial corrosion period, the corrosion rate was proportion to the adsorption of anions contained the solutions. And as corrosion went on, the penetration effect of anions and different characteristics of the corrosion products began to dominant the corrosion process, which led to the accelerated effect.     

时效处理工艺对1975合金腐蚀性能的影响

采用恒温浸泡、极化曲线、金相、扫描电镜和透射电镜技术研究不同时效处理工艺对1975铝合金的晶间腐蚀、剥落腐蚀和应力腐蚀行为的影响。结果表明,1975铝合金单级时效后的晶间腐蚀、剥落腐蚀和应力腐蚀的敏感性变化规律为：欠时效(120 ℃/12 h)>峰时效(120 ℃/24 h)>过时效(120 ℃/36 h)。合金的腐蚀敏感性与晶界析出相η (MgZn₂)和无沉淀析出带（PFZ）的特征有关,析出相分布越不连续,尺寸越大,无沉淀析出带越宽化,合金的腐蚀敏感性越低;反之,如果晶界析出相链状分布且尺寸较小,则合金的腐蚀敏感性高。     

快速凝固与普通凝固Mg-Zn-Y镁合金的耐腐蚀性能

采用失重法研究了快速凝固与普通凝固Mg-Zn-Y镁合金腐蚀速率的各种影响因素,并用极化曲线测试了它的自腐蚀电位和自腐蚀电流,通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)及X射线衍射(XRD)研究了腐蚀形貌和腐蚀产物。结果表明,Mg-Zn-Y合金快速凝固后的组织明显细化,合金成分及组织均匀,偏析减少;在室温下,腐蚀速率随着时间的推移先增大后减小,随着pH值的增加而减小,随着氯化钠溶液浓度的增大而增大;在氯化钠溶液体系中的腐蚀形式均由局部腐蚀(点蚀)演变为全面腐蚀,腐蚀后的主要产物是Mg(OH)2。     

粉土pH对X70钢早期电化学腐蚀行为的影响

采用电化学阻抗(EIS)、极化曲线和扫描电子显微镜观察(SEM)等方法,通过室内模拟试验研究了X70钢在不同pH粉土中的早期电化学腐蚀行为。结果表明:X70钢在酸性(H_2SO_4)、碱性(NaOH)以及中性粉土中的腐蚀差异较明显。在模拟酸性粉土中,X70钢在pH为5的粉土中腐蚀龄期达21d时的自腐蚀电位明显高于在其他环境中的,且X70钢的腐蚀速率随着pH的增大(4~5),呈现出降低的趋势。在模拟碱性粉土中,液相介质中的OH-对X70钢的腐蚀行为有较大的影响,且X70钢的腐蚀速率随着pH的增大(9~11),呈现出升高的趋势。     

SRB 对 X70 钢在土壤模拟溶液中腐蚀行为的影响

采用失重法、SEM、EDS微观分析方法和电化学阻抗技术研究了X70钢在有/无SRB的侵蚀性土壤模拟溶液中的腐蚀行为。结果表明,在无菌介质中,X70钢表面生成不具有保护性的腐蚀产物,其腐蚀速率随浸泡时间的延长而增大;在有菌介质中,钢表面形成致密的生物膜,对界面传质有一定的阻碍作用,从而减轻X70钢的腐蚀。腐蚀产物的吸附及S含量随浸泡时间的延长而增加,使得腐蚀产物膜疏松易脱落,促进了基体的腐蚀。无菌介质中腐蚀产物内层的稳定性与腐蚀产物的沉积及分布有关;而在有菌介质中,多孔的胞外聚合物对活化过程中的质量传输过程有一定阻碍作用。     

醇醚基双咪唑啉缓蚀剂的性能及机理研究

目的模拟CO_2强采工艺,研究醇醚基双咪唑啉缓蚀剂DIM-OE的缓蚀性能及机理,解决CO_2对整个注采及地面集输系统的低碳钢设备的腐蚀问题。方法采用傅里叶红外光谱仪对醇醚基双咪唑啉进行了分子结构表征,采用动态挂片法评价了DIM-OE在不同CO_2分压、不同温度、不同质量浓度下对N80的缓蚀性能,采用动电位极化曲线研究了DIM-OE的电化学机理,采用扫描电镜和EDS分析了N80腐蚀后的表面形貌和元素含量。结果随CO_2分压的增加,N80的腐蚀速率显著增大。N80的腐蚀速率随腐蚀介质温度的升高先是增大,后又明显下降。随着DIM-OE质量浓度的增加,腐蚀速率逐渐减小,缓蚀率逐渐增大,最终均趋于稳定,腐蚀速率最小为0.063 mm/a,缓蚀率均达到90%以上。DIM-OE为抑制阳极为主的混合型缓蚀剂,其分子在N80表面的吸附为单分子层吸附,是物理吸附和化学吸附的共同作用。未加DIM-OE的N80表面腐蚀产物中的C、O元素质量分数较高,Fe元素的质量分数较低,腐蚀严重;加有200mg/LDIM-OE的N80表面腐蚀产物中的C、O元素质量分数较低,Fe元素的质量分数较高,腐蚀较轻。结论在CO_2强采工艺条件下,DIM-OE缓蚀剂分子在N80表面可形成稳定的吸附层,有效地抑制CO_2对N80钢片的腐蚀,具有较好的缓蚀作用。