受力的LY12和LC4铝合金在中国西部盐湖大气环境中的腐蚀行为

通过现场大气暴露实验,利用金相显微镜和SEM等手段分析试样表面和截面形貌,研究了U弯受力状态下包铝与无包铝的LY12和LC4两种铝合金在我国西部盐湖大气环境中的腐蚀行为。结果表明,包铝的两种铝合金的腐蚀主要发生在包铝层,以点蚀为主,未观察到包铝层被穿透现象。无包铝的铝合金试样都发生了明显的沿晶应力腐蚀开裂,其中LY12铝合金在拉应力和压应力下都有较多的应力腐蚀裂纹,LC4铝合金只在拉应力下观察到了裂纹;两种铝合金在压应力下都发生了剥层腐蚀,拉应力下剥层腐蚀受到抑制。     

NaCl溶液中包覆铝层的LY12CZ铝合金阳极极化过程EIS特征

用电化学阻抗谱(EIS)研究了LY12CZ铝合金及包覆铝层后LY12CZ铝合金在0.1mol/L NaCl溶液中的腐蚀破坏过程,根据两种条件下铝合金在不同极化电位下的EIS特征.建立与之相应的电化学等效电路模型,并分析了腐蚀机理.研究表明.阳极极化过程中两种条件下铝合金的EIS主要特征类似.Nyquist图均呈现双容抗弧.在点蚀发展过程中,包覆铝层的LY12CZ铝合金的Nyquist图高,低频容抗弧半径增大,主要是因为包铝层与LY12CZ铝合金基体之间残存的氧化膜减缓了腐蚀的发展.     

两种包铝的高强铝合金受力状态下的大气腐蚀行为

采用U型弯曲加载和模拟大气加速腐蚀试验方法及扫 描电镜，研究了包铝的两种工业高强铝合金LY12和LC4在受力状态下的大气腐蚀行为.结果表明，两种铝合金基体在此模拟大气加速腐蚀试验环境中对晶间腐蚀和应力腐蚀裂开均敏感.晶间腐蚀从局部开始，逐渐向四周扩展.在发生晶间腐蚀部位出现垂直于受力方向的沿晶裂纹，并随试验时间延长裂纹也逐渐加长；合金板材表面具有约90μm厚的包铝层，除点蚀外，这层包铝层未出现其它形式的局部腐蚀，说明包铝层对铝合金基体起到了很好的保护作用.两种包铝高强铝合金板材在包铝层完好时均对晶间腐蚀和应力腐蚀裂开的敏感性差.     

铝合金和铜合金在我国东西部水系统中暴露1年的腐蚀规律

通过对含银5056铝合金、高纯LY6铝合金、LC4铝合金、纯铝L6M、LF6铝合金及紫铜T2和硅青铜在青岛海水、舟山海水、厦门海水、盐湖、淡水投放,得到这些有色金属材料在水系统中的腐蚀规律.经过半年和一年两个周期的腐蚀试验表明,含银5056铝合金和L6M在各试验站主要表现点蚀现象;带包铝的高纯LF6和LC4由于包铝的保护作用在淡水和海水中腐蚀较轻,在盐湖高纯LY6合金表面的包铝将消耗至尽,LC4的基体已经发生严重腐蚀;带包铝的LF6由于“电解质效应”在盐湖发生严重腐蚀;铜合金在盐湖表现比海水更好的适应性.      

Q235钢与5052铝合金感应-静压焊接头界面微观组织和力学性能

为了有效实现车身上的钢/铝复合结构连接，提出了一种新型的焊接与连接技术?感应-静压焊(induction-pressure welding，IPW). 通过光学显微镜、电子扫描显微镜对钢/铝合金连接界面的组织形貌进行观察，通过X射线色散能谱仪、X射线衍射仪及显微硬度计测试了钢/铝连接界面的化学成分、金属间化合物种类以及显微硬度. 结果表明，采用感应-静压焊工艺可以实现Q235钢与5052铝合金的有效连接. 接头界面上1、2号试样的金属间化合物平均厚度分别为115，85 μm. 接头界面的微观组织形貌呈锯齿状，并且组织向钢侧生长. 接头界面组织的硬度明显高于两侧钢铝基体组织的硬度，1，2号试样接头的抗拉强度分别为49，158 MPa. 同时，在整个感应-静压焊工艺过程中，随着加热温度的降低，金属间化合物厚度呈线性减少. 此外，还发现铝原子的扩散能力显著高于铁原子. 故而，在钢/铝感应-静压焊接头界面生成了富铝的金属间化合物Fe₂Al₅和FeAl₂.     

脉冲电流对钛/铝异种金属熔钎焊界面特征的影响

采用填丝脉冲钨极氩弧焊(P-GTAW)对TA15钛合金与2024铝合金进行焊接试验. 分析脉冲电流对钛/铝异种金属界面结合特性的影响;观察接头厚度方向不同位置Ti/Al界面显微组织特征,并对界面反应层的物相组成和化学元素分布进行分析. 结果表明,采用P-GTAW实现了钛与铝异种金属薄板的对接,钛合金发生微量熔化,与铝合金形成熔钎焊结合;通过采用脉冲电流,改善了Ti/Al界面的能量密度分布,减小了接头厚度方向界面的显微组织差异;由于脉冲电流的作用,减少了Ti/Al界面附近连续脆性金属间化合物的生成,降低了接头的裂纹敏感性,提高了接头的性能.     

0.1 mol/L NaCl溶液中不同剥蚀程度LY12CZ合金的EIS特征

通过EXCO溶液浸泡腐蚀实验制备了不同剥蚀程度的LY12CZ合金试样.研究了不同剥蚀程度的LY12CZ合金在0.1 mol/L NaCl溶液中的电化学阻抗谱(EIS)特征.结果表明不同剥蚀程度的IY12CZ合金在0.1 mol/L NaCl溶液中,EIS呈现不同特征;根据电化学阻抗谱特征可区分铝合金的剥蚀状态.研究结果为铝合金构件剥蚀的现场监检测提供了必要的依据.     

LY12铝合金与铜摩擦焊接性能的试验研究

对LY12铝合金与铜摩擦焊接性能进行了试验研究，并通过采用纯铝作中间过渡层探讨了改善LY12与铜摩擦焊接性的可能性。结果表明：LY12与铜摩擦焊接性能较差，采用纯铝作中间过渡层后，可大大改善LY12与铜摩擦焊接性能，获得高质量的焊接接头。     

AlLY12爆炸焊接界面疲劳裂纹的扩展行为

采用纯铝／硬铝（Al/LY12)爆炸复合板通过电子束焊接制得界面裂纹四点弯曲试样,由于强度错配,Al/LY12界面裂纹顶端局部的变形是锐化与钝化的复合型,但在疲劳载荷下其整体裂端应力应变场仍然可由纯1型应力强度因子主导,可以采用和单材料试样相同的方式进行界面裂纹的疲劳扩展行为研究,界面裂纹可在较低的外载水平下启努扩展,但爆炸焊接界面存在的波纹使得界面裂纹的扩展速率出现波动,并且阻碍裂纹的扩展,相同外载下Al/LY12界面裂纹的疲劳扩展速率低于单材料LY12的疲劳扩展速率。     

铝合金表面电刷镀制备稀土铈转化膜及其耐蚀性

利用电刷镀技术在铝合金表面制备了稀土铈转化膜,得到的稀土膜层厚度均匀,呈层状结构,与基体结合良好,在NaCl溶液中具有良好的耐蚀性。研究了刷镀电压和铈盐浓度对膜层耐蚀性的影响,得到在7 V电压和20 g/L铈盐浓度下制备的膜层具有良好耐蚀性能,经过480 h盐雾试验后,其表面耐蚀性评价达到8级以上,镀膜试样与原始LY12铝合金试样相比,腐蚀电流密度降低一个数量级,低频阻抗值则增大约30倍。该铝合金表面稀土转化膜电刷沉积溶液中不含强氧化剂,因此溶液长时间稳定且便于循环利用,可以对铝合金表面进行现场大面积常温刷镀,提高耐蚀性。     

基体材料对Cr/CrN多层涂层在海水环境中磨蚀性能的影响

目的 讨论海水环境下不同基体材料对Cr/CrN交替的多层复合涂层磨蚀性能的影响,为海水环境下耐磨蚀材料基体的选择和应用提供参考。方法 采用多弧离子镀技术在316L不锈钢和TC4钛合金基体上沉积Cr/CrN多层复合涂层,通过XRD、SEM等技术对涂层材料的微观结构进行表征,通过硬度测试、结合力测试、电化学分析、摩擦磨损试验等技术对涂层材料的力学性能、电化学性能以及摩擦学性能进行分析,比较不同基体对Cr/CrN多层涂层在海水环境中磨蚀性能的影响。结果 以TC4钛合金为基体的Cr/CrN多层涂层的硬度为1727.2HV0.3,虽略小于以316L不锈钢为基体的涂层硬度（2241.5HV0.3）,但其在膜-基结合力、海水环境下电化学性能和摩擦学性能等方面均优于以316L不锈钢为基体的涂层。结合力测试中,以TC4为基体的多层涂层初始裂纹出现在31 N,扩展裂纹出现在42 N,大于316L基体涂层的22 N和35 N。电化学测试中TC4基体涂层的腐蚀电位为?0.20 V,大于316L基体涂层的腐蚀电位（?0.21 V）。海水环境下TC4基体涂层的平均摩擦系数和磨损率分别为0.35和2.9950×10?5 mm3/(N?m),均小于316 L基体涂层的平均摩擦系数（0.36）和磨损率（4.9895×10?5 mm3/(N?m)）。结论 TC4钛合金更适合作为海水环境用Cr/CrN多层涂层耐磨蚀材料的基体材料。     

Al-Si涂层在900℃硫酸盐中的热腐蚀行为

采用料浆法在Ni基高温合金上制备了Al-Si扩散涂层，研究了表面涂覆75mass%Na2SO4+K2SO4盐膜的基体合金和Al-Si涂层在900℃空气中的热腐蚀行为.结果表明，铸态合金遭受了灾难性的热腐蚀，合金出现严重的内硫化和内氧化，而Al-Si涂层由于表面生成致密的、保护性Al2O3膜，以及涂层中Cr元素和一些富Si相的有益作用而表现出优异的抗热腐蚀性能.       

Al/Cr复合涂层对Ti2AlNb合金抗热腐蚀性能的影响

目的改善Ti2AlNb合金在高温腐蚀盐环境中的耐热腐蚀性能。方法在Ti2AlNb合金表面通过双层辉光等离子渗铬及磁控溅射镀铝技术制备Al/Cr复合涂层,分析涂层热腐蚀前后的微观形貌和物相组成,并探究涂覆Na2SO4盐膜的试样在不同温度下(750、850、950℃)的热腐蚀行为。结果Al/Cr复合涂层组织均匀致密,且与基体结合良好,厚度约73μm,由表及里依次由Al沉积层、Al/Cr合金层、Cr沉积层、Cr扩散层四部分组成。经不同温度Na2SO4盐热腐蚀后,Al/Cr复合涂层腐蚀程度均显著小于合金基体。涂层试样经750~850℃Na2SO4盐热腐蚀后质量变化较小,850℃腐蚀增重仅0.525 mg/cm^2,而经历950℃、40 h熔盐热腐蚀后失重达到73.571 mg/cm^2,且试样截面出现剥离、脱落现象,Al/Cr复合涂层抵抗热腐蚀能力减弱。结论具有涂层保护的试样抗热腐蚀性能明显优于合金基体。Al/Cr复合涂层在750~850℃Na2SO4盐环境中具有良好的热腐蚀抗力,而更高温度段(850~950℃)的热腐蚀抗力下降。Al/Cr复合涂层在Na2SO4盐环境中良好的抗热腐蚀性得益于涂层中Al、Cr元素氧化形成以Al2O3、Cr2O3为主的混合氧化膜,有效阻碍外界氧气及腐蚀性介质侵入基体。     

三乙醇胺络合剂对化学镀Ni-W-P合金镀层结构与性能的影响

目的研究以三乙醇胺作为络合剂对化学镀Ni-W-P合金镀层的组织结构和腐蚀性能的影响。方法以化学镀的方法在40Cr基体上制备Ni-W-P合金镀层,研究了三乙醇胺对Ni-W-P合金镀层的成分结构、沉积速率、耐蚀性和孔隙率的影响。结果三乙醇胺用量为8 m L/L时镀层W、P质量分数达到峰值,分别为3.63%、9.34%。三乙醇胺用量较低时,镀层具有非晶态结构;三乙醇胺用量达到12 m L/L时镀层开始出现晶态峰,具有混晶态结构。三乙醇胺浓度对镀层的沉积速率和孔隙率具有很大影响,三乙醇胺用量为10 m L/L时,镀速达到最大值14.1μm/h,用量为8 m L/L时,镀层的孔隙率最低,为0.07%。化学镀Ni-W-P合金镀层的耐蚀性随着三乙醇胺浓度的增加,具有先增加后降低的趋势,用量为8 m L/L时,镀层的腐蚀速率最低,为5.6μm/a,耐蚀性最好。结论以三乙醇胺作为络合剂能够得到胞状颗粒且颗粒均匀细小的Ni-W-P合金镀层,对镀层的结构具有一定的影响,可以提高Ni-W-P合金镀层的沉积速率。Ni-W-P合金镀层具有很好的耐蚀性,腐蚀速率最低为5.6μm/a。     

Effect of surface treatments based on self‐assembling molecules and cerium coatings on the AA3003 alloy corrosion resistance

This work presents the effects of a cerium conversion coating, self‐assembling molecules (SAM) treatment, and a combination of these two treatments on the corrosion resistance of the AA3003 alloy. The results were compared to that of a conversion coating treatment with hexavalent chromium (Cr VI). The corrosion resistance of the surface‐treated AA3003 alloy samples was investigated by electrochemical impedance spectroscopy and anodic polarization curves in 0.5 mol/L sodium sulfate solution with pH adjusted to 4.0. The results showed that the SAM treatment offered better corrosion protection for the AA3003 alloy than that provided by cerium conversion coating. The combination of cerium conversion and SAM treatments improved the corrosion resistance of the AA3003 alloy due to SAM adsorption on the alloy substrate exposed at the defects in the cerium conversion layer.     

Ni-Zn-P合金镀层在人工模拟海水中腐蚀行为的研究

目的 提高金属材料在海洋环境中的耐腐蚀性和使用寿命.方法 采用碱式化学镀方法 在Q235碳钢表面施镀Ni-P镀层和Ni-Zn-P合金镀层,镀液配方NiSO4·6H2 O 20~25 g/L,C6 H5 O7 Na3·2H2 O 50~70 g/L,NH4Cl 25~30 g/L,NaH2PO2·H2O 15~25 g/L.制备Ni-Zn-P合金镀层时,在以上配方中加入0.4~0.8 g/L ZnSO4·7H2 O.采用金相显微镜和扫描电子显微镜(SEM)观察镀层在人工模拟海水中腐蚀前后的组织形貌,用能谱分析仪(EDS)分析镀层腐蚀前后表面成分.结果 Ni-P镀层和Ni-Zn-P合金镀层中的P质量分数分别为11.26%和9.97%.从P含量和镀层组织形貌,可以确定得到的两种镀层是连续致密的非晶镀层.Ni-Zn-P合金镀层比Ni-P镀层的胞状组织更加均匀平滑,胞与胞的边界结合更加连续致密.在人工模拟海水中腐蚀144 h后,Ni-P镀层出现明显的点蚀坑,Ni-Zn-P合金镀层仍然连续完整.Ni-Zn-P合金镀层腐蚀后,Zn含量明显下降,并出现少量的Fe和O,表明合金镀层腐蚀过程是Zn优先被腐蚀,然后镀层逐渐被腐蚀破坏,最后基体发生腐蚀.Ni-Zn-P合金镀层的腐蚀速率明显低于Ni-P镀层的.结论 Ni-Zn-P合金镀层的胞状组织比Ni-P镀层的更加均匀平滑,胞与胞的边界结合更加连续致密,Ni-Zn-P合金镀层腐蚀速率明显低于Ni-P镀层.     

316L不锈钢表面激光熔覆钴基合金组织及锌蚀机理

采用半导体激光器在316L不锈钢表面制备钴基合金熔覆层,对激光熔覆层的组织形貌、成分、结构及锌蚀机理进行了系统研究.结果表明,选择优化的激光辐照工艺参数,获得的钴基合金熔覆层表面平整、无裂纹、与基材呈良好的冶金结合.钴基合金熔覆层主要由γ-Co,M₂₃C₆及耐腐蚀性能优异的Laves相Co₃Mo₂Si和少量硬质耐磨相Co₆W₆C组成.在460℃熔融锌中腐蚀试验表明,钴基合金熔覆层的锌蚀机理为选择性腐蚀,熔覆层表层出现一层亮白色腐蚀过渡层,在过渡层内钴基固溶体基体优先发生腐蚀,导致Laves相剥落,从而形成了锌液对钴基合金熔覆层的进一步腐蚀.     

非晶态Cr-C合金镀层制备及其耐腐蚀性

以酒石酸为添加剂,采用电沉积法制备了非晶态Cr-C合金镀层。用X射线衍射、扫描电子显微镜及能谱仪对镀层结构、形貌及成分进行表征,并对镀层进行电化学耐腐蚀性测试。结果表明,当酒石酸加入量为40g/L时,镀层的X射线衍射图出现非晶态的特征峰,镀层表面平整、致密,无裂纹和针孔,与普通晶态Cr镀层相比,非晶态Cr-C合金镀层具有更优良的耐腐蚀性能。     

LY12 Al合金铬磷化处理

应用电化学方法和表面分析技术研究了LY12Al合金铬 磷化转化膜的成膜工艺、膜的组成、形貌及耐蚀性.-t曲线表明，Al合金铬磷化处理 的动力学过程为Al合金的溶解和随后的成膜.极化曲线测试表明，未经封闭的Al合金的耐蚀 性能很差，而经重铬酸钾封闭后，耐蚀性大为提高.SEM、EDAX分析表明，Al合金的铬磷化膜 具有网块状结构，铬磷化膜主要由O、P、Al、Cr组成.转 化膜裂纹处Al的含量很高，P、Cr和O的含量较低，而经重铬酸钾封闭后，膜的形态没有变化 ，裂纹处Al的含量明显降低，而O和Cr的含量大为提高.     

热处理对N80钢表面镍基合金涂层CO2腐蚀性能的影响

利用等离子热喷涂技术在N80钢表面制备了镍基合金涂层,并进行高温扩散处理。通过CO2高温高压腐蚀试验评价涂层在模拟油田环境中的耐蚀性能,利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)方法分析了涂层的微观形貌和相组成。结果表明,镍基合金涂层由单质Ni相及固溶体Cr1.2Ni2.88、FeNi3、MoO2和CuO组成。经过600℃扩散处理后,涂层内原子结构更为致密。涂层的CO2高温高压腐蚀速率为0.0046mm/a,是原始涂层的1/100,具有优良的抗CO2高温高压腐蚀性能。