化学刻蚀法调控铝合金阳极氧化膜的表面结构及防腐性能

为了提高铝合金的耐蚀性能,采用化学刻蚀与阳极氧化相结合的方法在铝合金表面构造了微纳结构,经进一步化学修饰后得到耐蚀性能良好的表面防护膜层。利用扫描电子显微镜、红外光谱仪表征所制备膜层的表面形貌和化学成分,采用激光共聚焦显微镜测定样品的表面粗糙度,通过接触角测量仪和电化学工作站对膜层的润湿性和防腐性能进行表征,考察刻蚀时间对于膜层表面结构和耐蚀性能的影响规律。结果表明:当刻蚀时间为3min时,膜层的耐蚀性能最佳:相对于未经刻蚀的样品腐蚀电位正移了0.15V,腐蚀电流下降了两个数量级。且接触角最大(152°),这是由于此条件下制备的薄膜表面微/纳结构最完整、比例最合理。     

液压支架缸筒材料的耐蚀性研究

随着煤炭综采技术的发展,对高耐蚀性材料的开发提出了迫切要求。为了明晰影响缸筒材料耐蚀性的主要因素,采用电化学腐蚀方法研究了液压支架缸筒材料A和材料B的耐蚀性能,结合合金成分、夹杂物组成、微观组织和腐蚀后形貌,分析了影响材料B耐蚀性能的关键因素。结果表明,材料A的电化学性能优于材料B,电化学腐蚀后材料B表面出现了大量的“麻点”,是点蚀形成的主要位置。且材料B中C、Cr、Nb等元素的添加起到了固溶强化和细晶强化的作用,共同提高了材料B的力学性能,冶炼过程中引入的Ca、S等元素在基体中形成了高密度的CaS-Aloxide-MnS复合夹杂,恶化了材料的耐蚀性能。     

非晶合金耐蚀性研究进展

综述了非晶合金耐蚀性的研究现状,归纳了合金成分、合金结构、制备工艺、腐蚀介质、表面状态、加载应力以及其他重要因素对非晶合金耐蚀性的影响规律,总结了非晶合金耐蚀性能的改善途径,并对非晶合金耐蚀性研究方面存在的问题和今后的发展趋势进行了探讨和展望.     

双辉等离子表面冶金的Ni-Cr合金层组织结构及耐蚀性能研究

为了改善Q235碳钢表面耐蚀性能,采用双辉等离子表面冶金技术在其表面制备Ni-Cr合金层。研究了极间距对合金层组织结构的影响规律,并对合金层的组织成分和耐蚀性能进行检测分析。结果表明:随着极间距增大,Ni-Cr合金层厚度呈现先增加后减小的趋势;Ni-Cr合金层组织均匀致密,与基体呈冶金结合状态,合金层厚度约为95μm,主要物相为Ni2.9Cr0.7Fe0.36和少量Ni3Fe。电化学极化曲线试验结果显示Ni-Cr合金层的自腐蚀电位和极化电阻较基材Q235高,而自腐蚀电流密度较低,即Ni-Cr合金层更难以发生电化学腐蚀反应且腐蚀速率更低。表明Q235钢经Ni-Cr共渗处理后,其耐蚀性得到明显改善。     

超疏水Ni-P-Al2O3纳米复合镀层的制备及耐腐蚀性能研究

为提高45钢基体材料的耐腐蚀性能,采用电化学法与氟硅烷修饰相结合的方式在45钢基体表面制备超疏水Ni-P-Al2O3纳米复合镀层,并对镀层的表面形貌、晶相结构、表面粗糙度、润湿性及耐蚀性能进行了研究。结果表明:采用电沉积法制备的Ni-P-Al2O3镀层表面均匀、致密,且无明显气孔缺陷,接触角测试表明其表面达到了超疏水状态,而经电化学加工后,镀层表面形成不规则的微凹坑结构,表面粗糙度值明显增大。经电化学测试,与普通Ni-P-Al2O3镀层相比,超疏水Ni-P-Al2O3镀层的腐蚀电流密度、腐蚀速率均更小,表现出优异的耐腐蚀性能。     

腐蚀高强Q690D钢板耐腐蚀性能及其机理研究

针对矿井用耐蚀高强钢的开发,介绍了新型耐蚀高强Q690D钢板化学成分、组织及力学性能。主要通过盐雾试验及电化学试验对普通Q690D、耐蚀Q690D钢板的耐蚀性能进行了测试,分析了耐蚀钢的多因素耦合的腐蚀规律,揭示了耐蚀钢的腐蚀机制。结果表明:耐蚀Q690D钢板中较高的Cr元素有利于降低试验钢基体表面的电位差,降低腐蚀倾向;钢板组织状态不同,表面电位差也有一定差异,耐蚀Q690D钢板经淬火+回火处理后得到的回火马氏体/贝氏体组织,强韧良好,耐蚀性较普通Q690D钢板提高1.5倍。EBSD表征结果表明:小角度晶界由于其高度有序结构,具有较小的自由体积和较低的界面能,能够打断大角度晶界的连通性,能够有效地阻断腐蚀沿着大角度晶界的扩展,所以腐蚀速率会随着小角度晶界比例的上升而下降。     

中国低活化马氏体钢TIG焊焊缝耐液态Pb-Bi腐蚀性能分析

文中研究了中国低活化马氏体（china low activation martensitic,CLAM）钢对接双层TIG焊焊缝在高速流液态Pb-Bi中的腐蚀行为.结果表明,腐蚀的主要特征是元素扩散迁移和表面形成双氧化层结构.焊后热处理改善了CLAM钢焊缝耐液态Pb-Bi腐蚀性能.研究发现试样经760℃保温0.5 h的回火热处理后,耐腐蚀性能最好.均匀细小的马氏体组织有效地提高了焊缝的耐蚀性能,马氏体组织的尺寸大小是焊缝耐蚀性能的决定性因素.试样焊缝区最先损坏,表现为内氧化层中出现裂纹导致氧化层脱落.因此,提高反应堆结构材料焊缝处的耐腐蚀性能可以有效延长结构材料的使用寿命.     

氩离子轰击对中频-直流磁控溅射铝薄膜耐蚀性能的影响

目的研究氩离子轰击这种后处理工艺对TC4钛合金表面铝膜层结构和耐蚀性能的影响,为飞机钛合金紧固件的表面腐蚀防护工作提供理论依据。方法首先采用中频-直流相结合的磁控溅射离子镀方法在Ti-6Al-4V钛合金(TC4)基体表面制备铝膜,通过电化学方法研究膜层厚度和腐蚀时间对耐蚀性能的影响规律。其次,采用氩离子轰击工艺对膜层进行后处理,探讨氩离子轰击对膜层耐蚀性能的影响,同时利用SEM、EDS、AFM表征界面形貌,并分析耐蚀机理。最后,通过显微硬度仪和微纳米划痕仪测试膜层表面硬度和界面结合性能。结果随着膜层厚度从11.1μm增加至15.9μm,自腐蚀电流密度下降了76.6%,而当厚度由15.9μm增加至20.3μm时,自腐蚀电流密度又下降了24.3%。腐蚀浸泡时间达到24 h时,腐蚀产物在疏松氧化膜内的累积和覆盖阻碍了膜层的腐蚀;在48～72 h时,随着铝膜层相对疏松的腐蚀产物逐渐脱落,腐蚀逐渐加剧;浸泡至96h时,涂层表面出现宏观腐蚀坑。氩离子轰击后,膜层表面粗糙度增加,铝膜层自腐蚀电流密度由未轰击时的1.65×10~(-8)A/cm~2大幅度降低至7.29×10~(-10)A/cm~2。结论随着铝膜层厚度的增加,膜层耐蚀性逐渐增强。膜层在浸泡初期和中期,均具有较强的耐腐蚀性能;浸泡后期,膜层逐渐发生点蚀,耐蚀性能下降。表面氩离子轰击后,膜层的耐蚀性能、显微硬度和界面结合性能显著提高。     

基于飞秒激光的钛合金表面微纳米结构制备及腐蚀行为

针对海洋深潜服役环境下钛合金的腐蚀失效问题，采用飞秒激光刻蚀技术在钛合金表面制备耐腐蚀的超疏水微纳米结构。探究激光刻蚀参数对表面刻蚀结构的影响机理，以及表面微纳米结构、疏水性能、盐雾腐蚀行为的交互影响规律。结果表明，飞秒激光刻蚀的表面微纳米结构，可以将空气截留于结构之间，并在液体与基底材料之间形成空气保护膜。气膜结构对液体的支撑力提高了钛合金表面的疏水能力，减少了腐蚀性液体与基底金属的接触时间与接触面积，进一步提高钛合金的耐腐蚀性能。     

超声表面滚压技术制备梯度纳米结构材料

介绍了超声表面滚压技术（USRP）在制备梯度纳米结构材料中的应用。USRP技术能在材料表面构建梯度纳米结构层并引入残余压应力,同时显著降低材料表面粗糙度并提升表面均匀性。讨论了与USRP加工工艺及过程密切相关的微观结构演变和表面特性,分析了不同材料体系及工艺参数对USRP处理的影响规律。研究表明,采用合适的USRP处理工艺可改善材料表面的力学性能,即硬度,强度,耐磨性及抗疲劳性能等,而腐蚀/氧化行为则更依赖于材料的组织结构、表面完整性、应力状态、不同的腐蚀介质及服役环境等因素的综合作用。此外,对USRP制备梯度纳米结构材料面临的一些基础科学问题和工业应用探索进行了讨论和展望。     

离子轰击镀对铀上铝镀层组织及防腐蚀性能的影响

研究了偏压镀、循环氩离子轰击镀和间歇式镀对铀上铝镀层组织及防腐蚀性能的影响．结果表明,3种离子轰击镀方法对铝镀层的组织产生强烈影响，且组织的致密程度与其防腐蚀性能呈现了较好的一致性．在-100V、-200V和-500V偏压条件下，镀层组织致密、防腐蚀性好；在-300V偏压下，镀层的致密性和防腐蚀性均差，未加偏压(0V)的次之；循环氩离子轰击镀和间歇式镀对提高镀层的致密性和防腐蚀性更为显著．离子轰击镀沉积的铝镀层均可不同程度地为铀提供好的保护效果．     

Influence of microstructure on mechanical properties and corrosion behavior of 3%Cr steel in CO2 environment

Corrosion behavior and mechanical properties of two 3%Cr pipeline steels were studied which have same chemical compositions but different microstructures, bainite‐ferrite and ferrite‐pearlite microstructures. Analysis of chemical compositions and surface morphology of the corrosion scale were performed using X‐ray diffraction and scanning electron microscopy in conjunction with energy dispersive X‐ray spectroscopy. The semi‐passive character of corrosion scale was investigated using polarization curves measurements. The influence of microstructure on the chromium enrichment in the corrosion scale for different test periods was investigated. The microstructure was observed to affect the corrosion behavior even when the steel surface has been covered with corrosion scales and continue to have an effect until the corrosion scale possessing semi‐passive character. Possessing both good strength and corrosion resistance, 3%Cr steel with bainite‐ferrite microstructure was very promising for pipeline steel applications.     

Microstructures and corrosion mechanism of AISI 304L stainless steel irradiated by high current pulsed electron beam

AISI 304L austenite stainless steel was irradiated by a high-current pulsed electron beam (HCPEB) source in different process. The microstructures were investigated in detail by electron microscopy. The relationship between corrosion resistance and the microstructures has been established. Our experimental results suggest that much abundant defect structures were formed within the irradiated surface which promoted the formation of a compact and thick passive layer during the process of corrosion experiment in simulated sea water. This passive layer effectively prevented corrosive anionic species from passing through the surface oxidation layer and delayed the corrosion process, leading to the improvement of irradiated materials’ corrosion performance. However, the craters on the treated surfaces may be turn into new active points on the metal surface which favored local pitting. Our experimental results demonstrate the potential of proper HCPEB processing for improving the corrosion resistance of metallic materials.     

贫铀表面钛镀层的抗腐蚀性能研究

利用电化学测试技术、扫描电镜(SEM)及X射线能谱(EDS)对贫铀表面钛镀层的抗腐蚀性能进行了研究。结果表明:在50μg/gCl-的KCl溶液中,钛镀层的腐蚀电位远高于贫铀的腐蚀电位,钛镀层对贫铀是阴极性镀层,对贫铀的保护是基于其对腐蚀介质的物理屏障作用;贫铀表面完整钛镀层的极化电阻和电化学阻抗幅值远大于贫铀,腐蚀电流远小于贫铀,完整钛镀层对贫铀具有良好的抗腐蚀保护作用;贫铀表面钛镀层的腐蚀特征为局部腐蚀,由孔蚀向电偶腐蚀转变;破坏的钛镀层将加速铀基体的腐蚀。     

交流干扰下不同组织X100钢在格尔木土壤模拟溶液中的腐蚀行为

目的 使用不同组织X100钢模拟焊接接头,探究在格尔木土壤模拟环境下,交流干扰对X100管线钢焊接接头腐蚀行为的影响规律。方法 采用动电位极化曲线、恒电位极化曲线、浸泡实验及表面分析技术,对X100管线钢焊接接头的腐蚀行为进行系统研究。结果 动电位极化曲线表明,随着交流电流密度的增加,不同组织X100钢腐蚀电流密度呈增加的趋势,阴极由耗氧反应控制转变为由析氢反应主导。在交流干扰下,腐蚀速率V退火>V热轧>V正火,恒电位极化测试中,退火组织受到交流干扰的影响更为明显。不同组织X100钢腐蚀形态以局部腐蚀为主,且有不同程度的点蚀发生。退火组织的腐蚀坑数量多,尺寸大而深,点蚀多分布在珠光体与铁素体的晶界处,少数分布在珠光体内部;正火组织点蚀数量最少,尺寸最小;热轧组织中粒状贝氏体较多且呈弥散分布,有较多的小点蚀分布在粒状贝氏体聚集的区域。结论 不同组织X100管线钢因微观结构不同而导致其耐蚀性有所差异。交流干扰下,由于珠光体与铁素体组织形成的微电偶腐蚀较为严重,从而导致退火组织的耐腐蚀性最差;正火组织中M/A岛呈针状分布,粒状贝氏体相对较少,耐腐蚀性最好;热轧组织的耐蚀性居于退火组织与正火组织两者之间。     

Metallurgical assessment of critical defects in continuous hot dip galvanized steel sheets

Development of hot dip zinc coated sheets in new applications increased demand for production of high quality galvanized coatings, but the presence of surface defects reduces the quality of these products. In order to alleviate the problem, one needs to know the extent to which the properties of a galvanized sheet are influenced by the presence of a given defect. In this paper, specimens including any of the four major defects of continuously galvanized steel sheets produced in an industrial continuous process have been studied. The defects, including scratches, bare spots, pimples and wrinkle bands, were microstructurally characterized and their influence on corrosion behavior of the coated sheet was evaluated. The defects, originating from insufficient cleaning procedure, improper quality of steel substrate or adhered metallic particles to the substrate surface, exert their main effects on corrosion resistance and surface quality. Corrosion behavior was examined via standard salt spray test and polarization test. Based on the experimental results, it was concluded that the corrosion resistance was influenced by severity of defects; bare spots reduced the overall corrosion resistance of galvanized sheet by 39% ± 1% and pimples by 10% ± 1% as compared to defect free specimens.     

超声波冲击法对微弧火花沉积涂层性能的影响

在相同条件、机制下制备微弧火花沉积试样,在超声波冲击处理前后,对试样采用拉伸试验、显微硬度检测、残余应力检测、X光检测、耐蚀性试验和显微组织观察等试验方法开展了对比分析,研究了超声波冲击处理对微弧火花沉积涂层性能的影响。结果表明,对微弧火花沉积涂层进行超声波冲击,能够减少层间孔隙、疏松、未熔合等缺陷,致密沉积涂层,提高沉积涂层抗拉强度,可有效改善沉积表面强化层的应力分布,使表面呈现压应力状态。选择耐腐蚀性能较强的沉积材料修复飞机零件表面局部损伤、腐蚀缺陷,并进行超声波冲击将能大大提高飞机零件抗腐蚀能力。     

氮化处理的贫铀表面在盐雾环境中的腐蚀行为

利用激光共聚焦显微镜(CLSM)、扫描电子显微镜(SEM)和激光拉曼光谱(Raman Spectroscopy)等技术研究了氮化处理的贫铀表面在盐雾环境中的腐蚀行为。结果表明:盐雾环境对氮化处理的贫铀表面具有较强的腐蚀破坏作用;在含夹杂缺陷位置最先发生点蚀,随着在盐雾环境中暴露时间的延长,腐蚀加剧,氮化改性层被破坏,直接导致基体发生严重的腐蚀;盐雾环境中贫铀的腐蚀产物中含有U3O8。     

AZ31B镁合金表面激光熔覆Cu-Ni合金层

针对镁合金表面耐磨性和耐蚀性差的问题,利用横流CO2激光器在AZ31B镁合金表面激光熔覆Cu-Ni合金层,并利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和能谱分析仪(EDS)分析熔覆层与基体的结合界面特征以及显微组织和成分分布情况,测试合金层的显微硬度和耐蚀性。结果表明:合金层与基体结合良好,缺陷较少,但局部存在不均匀的Cu-Ni富集区,且在其边缘区域的枝晶间均匀分布着1~1.5μm的十字状Laves相;合金层的硬度分布比较均匀,约为75HV0.05,明显高于基体的显微硬度45HV0.05;Cu-Ni合金层比AZ31B镁合金基体的腐蚀电位正移317mV,腐蚀电流降低78mA/cm2,耐蚀性也得到较大改善。     

Microstructure and corrosion resistance of Cr/Cr2N multilayer film deposited on the surface of depleted uranium

Depleted uranium is widely used in national defence and nuclear energy fields. However, the inferior corrosion resistance limits its application. A Cr/Cr₂N film was prepared by magnetron sputtering on the uranium to improve its corrosion resistance. The Cr/Cr₂N film exhibits modulation structure. The introduction of the Cr/Cr₂N increases the corrosion potential; the corresponding current density decreases about three orders of magnitude. After polarization corrosion, the surface morphology of the Cr/Cr₂N-coated on uranium keeps integrated. Only a thin layer of film (∼40 nm) is oxidized. The Cr/Cr₂N film shows great potential in improving oxidation and corrosion resistance of depleted uranium.