690合金在含Pb高温高压水中的腐蚀产物膜

将690合金样品在高压釜内进行4400 h含高温高压水腐蚀试验,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射分析(XRD)、俄歇电子能谱(AES)和拉曼光谱(Raman)等研究690合金在含Pb高温高压水中形成的腐蚀产物膜,研究690合金在含Pb溶液中腐蚀产物膜的生长规模。结果表明:690合金在晶界处腐蚀较快,腐蚀形貌呈晶格网状;腐蚀产物膜中含有Pb呈外层富镍内层富铬的双层结构;腐蚀产物膜主要由Cr、NiFe、NiO等氧化物和Ni相组成;Pb掺杂于腐蚀产物膜,降低了腐蚀产物膜的保护性,增加了690合金的腐蚀速度。     

铝材及铝制品的电解抛光处理⑷(铝的抛光处理系列文章之九)

磷酸铬酸型或磷酸硫酸铬酸型电解抛光液含有铬离子，污染环境。全面系统地介绍了中国开发的无铬溶液电解抛光工艺，以及硫酸铬酸电解液抛光法、高氯酸溶液电解抛光法、硝酸溶液电解抛光法、硫酸溶液电解抛光法、柠檬酸硫酸溶液电解抛光法、极薄材料除毛刺电解抛光工艺，后者具有效率高、质量优、成本低等优点     

铝材及铝制品的电解抛光处理（4）

磷酸－铬酸型或磷酸－硫酸－铬酸型电解抛光液含有铬离子，污染环境。全面系统地介绍了中国开发的无铬溶液电解抛光工艺，以及硫酸－铬酸电解液抛光法，高氧酸溶液电解抛光法，硝酸溶液电解抛光法、硫酸溶液电解抛光法、柠檬酸－硫酸溶液电解抛光法，极薄材料除毛刺电解抛光工艺，后者具有效率高、质量优、成本低等优点。     

电解抛光态690TT合金在顺序溶氢/溶氧的高温高压水中表面氧化膜结构分析

将电解抛光态690TT合金样品在325℃,15.6 MPa,含1500 mg/L B,2.3 mg/L Li,2.5 mg/L H2的高温高压水中连续浸泡720 h后,取出一半样品用于腐蚀产物的分析,其余样品继续在含2.0 mg/L O2的该高温高压水中连续浸泡720 h.采用SEM,GIXRD和TEM分析了在上述2种条件下样品表面生长的氧化膜的微观结构.结果表明,电解抛光态690TT合金在单一溶氢的高温高压水中表面生长的氧化膜具有双层结构:外层是分散的富含Ni和Fe大颗粒氧化物和富含Ni的疏松的针状氧化物;内层是近连续的富含Cr的氧化物;内外层氧化物均具有尖晶石结构.在溶氢/溶氧的溶液中连续浸泡后,样品表面生长的氧化膜也具有双层结构:外层的形貌、化学组成和物相结构与在单一溶氢条件下生长的氧化膜相似,仅针状氧化物的长度明显增加;而氧化膜内层变成了纳米尺寸的Ni O.后期溶解氧扩大了电位-p H图中含Ni的氧化物稳定存在的相区,促进了外层富含Ni的针状氧化物的快速生长;更加重要的是,溶解氧提高了含Fe和Cr氧化物的腐蚀电位,促进了在溶氢条件下生长的内层富Cr氧化物的溶解,破坏了氧化膜的保护性结构,提高了电解抛光态690TT合金的腐蚀速度.在一回路溶氢/溶氧连续浸泡过程中,电解抛光处理并不能降低690TT合金的腐蚀速度.     

压水堆一回路加锌对800合金氧化膜成分影响的XPS分析

模拟压水堆一回路水环境,进行了800合金材料在注0μg/kg和150μg/kg两种锌浓度下腐蚀1 500h的试验,采用X射线光电子能谱(XPS)对其表面氧化膜成分进行了深度分析。结果表明,在两种溶液中,试样表面都形成了外富镍内富铬的氧化膜,氧化膜中铁的含量较低,加锌腐蚀1 500h后试样氧化膜中,锌的初始原子百分数含量为17%,对内层氧化膜中的Mn2+的置换作用较明显。     

变形量对 690 合金在核电一回路水环境中电化学腐蚀行为的影响

目的研究变形量对690合金电化学行为的影响。方法采用动电位极化、电化学阻抗和高温高压浸泡实验,结合扫描电子显微镜(SEM)、X射线光谱仪(EDX)和X射线光电子能谱(XPS),研究不同变形量的690合金传热管在核电模拟液中的腐蚀行为。结果在常温常压下,50%变形量试样的自腐蚀电位比25%变形量试样正140 m V,维钝电流密度显著降低,阻抗模值高出约10倍。高温高压下浸泡后,XPS分析显示,50%变形量试样表面腐蚀产物膜中的Cr2O3含量远高于25%变形量试样,其富Cr内层致密,氧化层更厚。结论 50%变形量的690合金表面形成的钝化膜及腐蚀产物膜对基体的保护作用更强。     

Inconel 600和Inconel 690合金在模拟压水堆一回路水环境中生成的氧化膜特征研究

利用原位表面增强型拉曼光谱 (SERS) 研究了Inconel 600合金和Inconel 690合金在高温高压水环境中生成的氧化膜特征。结果表明,Inconel 600合金氧化膜的内层为薄且连续的Cr₂O₃,外层为非连续分布的FeCr₂O₄/NiFe₂O₄晶粒。Inconel 690合金腐蚀氧化膜由单一连续的Cr₂O₃构成。从两个方面分析了本文SERS结果与他人研究成果之间的差异。一是合金在腐蚀的早期阶段形成Cr₂O₃内层,随着时间增加,转变成热力学稳定的富铬尖晶石;二是由不锈钢材料制成的高压釜和回路管道,溶液中含有大量的Fe²⁺和Ni²⁺,导致氧化膜中尖晶石相的生成。提出了合金氧化膜与腐蚀时间以及高压釜 (含管道回路) 材质都存在一定的关联性。     

扩散路径分析模型及其在镍基合金高温水氧化研究中的应用

针对Inconel 600和Inconel 690合金在高温高压水环境中生成的腐蚀氧化膜,提出了扩散路径分析模型,阐明了氧化膜微观结构及其形成机理。基于氧化膜成分、合金成分、以及环境因素,构建了Inconel 600及Inconel 690合金的Ni-Cr-H_2O三元相图。Inconel 600合金高温高压水腐蚀的扩散路径表明,其氧化膜由内层Cr_2O_3与外层FeCr_2O_4尖晶石构成。通过Inconel 690合金高温高压水腐蚀的扩散路径分析可知,氧化膜由单一的Cr_2O_3构成。扩散路径分析结果表明,在Inconel 600氧化膜中,O~(2-)比Cr~(3+)具有更高的扩散速率,而在Inconel 690氧化膜中,O~(2-)的迁移率较低,所受阻力较大,从而使得Inconel 600和Inconel 690合金氧化膜呈现出不同的微观结构。     

高Ta钛合金在沸腾硝酸中的腐蚀行为

对高Ta含量钛合金Ti-32Ta在8 mol/L沸腾硝酸溶液中进行了全浸腐蚀实验,研究了Ti-32Ta合金在沸腾硝酸中的腐蚀行为。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线衍射光电子能谱(XPS)等分析方法对钛合金腐蚀表面的钝化膜进行了成分、组织结构及合金价态分析。结果表明:Ti-32Ta合金在沸腾硝酸溶液中呈现均匀腐蚀行为,在介质中通入一定流量的新鲜空气对合金稳定腐蚀阶段的腐蚀速率影响不大。与Ti-6Ta合金相比,Ti-32Ta合金腐蚀后形成的钝化膜更薄更致密,耐蚀性能更好。两种合金腐蚀钝化膜中Ti和Ta的价态组成相同,Ti-32Ta合金腐蚀表面Ta及Ta2O5的含量高于Ti-6Ta合金腐蚀表面。     

Cr对Fe-xCr-5Al合金抗KCl-ZnCl_2盐膜腐蚀的影响

研究了不同Cr含量的Fe-x Cr-5Al合金(x=10%,15%,20%,原子分数)在KCl-Zn Cl2盐膜下在600℃空气中的腐蚀行为。结果表明,与无盐膜条件下合金的氧化相比,3种材料在KCl-Zn Cl2盐膜下均发生了加速腐蚀,其表面氧化铬膜在氯化物盐中发生溶解,且合金中较高Cr含量并没有有效提高合金抗氯化腐蚀的能力。在氯化盐中合金发生快速腐蚀主要是由于氧化铬溶解生成了铬酸盐,使得合金表面形成疏松的富Fe氧化产物。基于热力学相图讨论了合金在氯化物盐中的腐蚀机制,并揭示了Cr的作用机制。     

高韧高硬高速钢的研究

研制开发了一种碳化物尺寸甚小、硬度高于HRC67的高韧高硬高速钢,即25W3Mo4Cr2V7Co5钢。其锻造性能远优于传统高速钢,热处理工艺仅略复杂于传统高速钢。用化学分析法、金相分析法、X射线结构分析法以及表面硬度和显微硬度测定法研究了渗碳温度和时间、淬火加热温度以及回火温度和次数对其渗层的碳浓度分布、金相组织、相组成、层深、表面硬度和硬度梯度的影响规律。结果表明,25W3Mo4Cr2V7Co5钢的共晶碳化物尺寸细小(其平均尺寸约为2～4μm,最大尺寸仅约为8μm,仅及超硬高速钢M42的1/3～1/2);经最佳渗碳规范处理后,其碳化物平均尺寸仅为4～6μm(最大尺寸仅为10μm),其硬度可达M42的硬度水平,即HRC67～70。     

高杂质氰化金泥生产高纯金、高纯银实践

遂昌金矿针对高杂质氰化金泥采用的工艺为:硫酸加络合剂联合酸洗除铜锌、还原熔炼气氛下铅捕集金银生产银阳极板、一次银电解过程实现金银铅的分离、酸碱联合处理黑金粉、高酸低铜银电解生产工艺、非对称交流电源用于金电解生产等。该工艺生产的高纯银达99.996%以上、高纯金的质量稳定在99.997%以上,杂质含量远远小于高纯金(99.999%)的要求,流程操作简单,成品金银质量在国内处于领先地位。     

高性能高硅铝基合金研究展望

目前国内外对于高性能铝硅合金的两大研究方向,一是低硅铝合金（si≤1％）,尽量降低Al—Si基体合金中杂质含量,最大限度提高合金导电性能;二是高硅铝合金（Si≥30％）,尽可能提高硅在铝合金中的过饱和度,此类高性能铝合金侧重提高材料的电热稳定性、耐摩擦性等力学性能。本文总结了国内外对于高硅铝合金的研究进展,提出通过添加稀土元素优化合金成分和采用先进制备技术等方法,以期获得高性能硅铝合金。     

高强高导Cu-Nb微观复合材料的界面结构

通过集束拉拔技术获得了高强度高电导Cu-Nb微观复合材料,采用SEM及EDS观察分析了4次复合过程中内部Nb芯丝和Cu层的微观形貌变化,Cu/Nb界面的互扩散行为;对不同复合条件下的挤压、拉拔样品,通过XRD测试,表征了芯丝和基体的晶体取向的演变规律;通过HRTEM和反傅里叶变换研究了Cu/Nb的界面结构和晶体学位向关系。研究表明,在极塑性变形条件下,Cu/Nb界面在3次复合出现明显扩散,Cu、Nb逐渐形成丝织构取向,界面存在典型的(111)_(Cu)//(110)_(Nb)取向关系,晶面夹角为18.7°,每6个(111)Cu晶面出现1个晶面错配。     

Al_(0.5)CrCoFeNi高熵合金高温氧化的研究

采用真空电弧炉在氩气保护下熔炼Al0.5Cr Co Fe Ni高熵合金,在不同温度(800~1100℃)下进行100 h的高温氧化实验,测定其氧化动力曲线,采用X射线衍射仪和扫描电镜等方法分析氧化层结构和形貌。结果表明:Al0.5Cr Co Fe Ni高熵合金在800和900℃形成的氧化膜较完整且致密,具有较为优异的抗氧化性能。在1000和1100℃形成的氧化膜较厚,膜内有大量裂纹与孔洞,抗氧化性能较差。氧化初期,界面反应起主导作用,随着氧化膜的生长,扩散过程发挥越来越重要的作用,成为继续氧化的控制因素,以致一种或多种合金元素氧化物在表面析出,形成尖晶石类内层氧化物Ni Cr2O4、Co Cr2O4、Fe(Cr,Al)2O4内氧化层。在高温氧化过程中,N2会参与反应,与Al发生较强反应,生成Al N颗粒,进一步的氧化过程使Al N再次氧化,N2逃逸,留下具有Al N外形的空洞。     

高强度高韧性球铁曲轴的生产

研究了合金化，二次孕育，热处理工艺及圆角滚压对球铁曲轴性能的影响，经实际生产验证，此工艺可使抗拉强度超过800MPa，伸长率超过5％。     

高强度高电导铜银材料研究进展

高强度高电导铜银材料是一种具有优良物理性能和力学性能的结构材料。 本文从材料的组织结构、强化机理、电导特性以及极塑变形制备技术制备超细晶铜银材料等方面综述了材料的主要研究进展,并揭示了未来可能的研究方向。     

重型钢轨与高锰钢辙叉的焊接Ⅰ高锰钢焊接性的研究

高锰钢和高碳钢的焊接由于化学、物理、力学等性能差距较大 ,所以焊接难度较大 ,论文Ⅰ和Ⅱ分别将高锰钢和高碳钢各自的焊接性进行了深入的研究。通过对焊接接头的金相组织分析、扫描电子显微 (SEM)分析、能谱分析以及力学性能检验 ,确定出了高锰钢焊接及高碳钢焊接的方法 ,为高锰钢产品的焊接或高碳钢产品的焊接提供了实用可行的焊接工艺。论文Ⅱ还对这两种材料进行了直接焊接、加单侧过渡层焊接、加双介质过渡层焊接的试验研究 ,制定出了高锰钢与高碳钢焊接的最佳工艺规范 ,同时进行了力学性能的试验 ,为高碳钢钢轨与高锰钢辙叉的焊接提供了可靠的依据     

超重力燃烧合成ZTA-TiC-Fe金属陶瓷的高温稳定性

使用超重力燃烧合成技术制备了ZTA-TiC-Fe金属陶瓷复合材料。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及变温X射线衍射对金属陶瓷样品的物相组成、微观结构以及升降温过程中材料的微观结构演变行为进行研究。结果表明:利用超重力燃烧合成熔铸方式可直接制备出ZTA-TiC-Fe金属陶瓷;其中t-ZrO2与Al2O3形成的ZTA共晶陶瓷相呈三维网状结构,TiC包覆金属Fe填充于三维ZTA陶瓷骨架中;ZTA-TiC-Fe失效机理:Fe和ZrO2相在750℃左右发生相变;Fe、ZrO2在升降温过程中相变产生的体积变化以及各组分相热膨胀系数不同所引起的内应力释放,导致材料微观结构破坏;有氧环境中,温度超过550℃,表层Fe相的氧化速度加快,生成结构疏松多孔的红褐色Fe2O3。Fe相氧化产生约8倍的体积膨胀,导致三维陶瓷骨架不可逆破裂。     

高Cr铸铁高温耐磨性能研究

对比分析了所研制的高Cr铸铁风帽与耐热钢(ZG40Cr24Ni9Si2NRE)风帽的高温耐磨性能。高Cr铸铁的碳化物为黑色细条杆状并且呈点状分布,有利于高温耐磨性能的提高;而现用的耐热钢w(C)量低,合金碳化物少,不利于高温耐磨性。对比试验、理论分析和生产验证,所研制的高Cr铸铁风帽在生产成本和使用寿命方面均优于厂家现用的耐热钢风帽。