两种电弧喷涂涂层在中性盐雾环境下的耐蚀性能对比研究

采用电弧喷涂技术在EH36钢表面制备了5083铝合金涂层和Zn15Al涂层，结合扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、电化学测试和腐蚀失重等方法对比研究了两种涂层在中性盐雾环境下的耐蚀性能。结果表明，随着腐蚀的进行，两种涂层的腐蚀速率均逐渐下降，且5083Al合金涂层的腐蚀速率明显低于Zn15Al涂层。形貌观察结果表明，5083铝合金涂层的腐蚀产物呈致密块状，Cl^-无明显渗入；而Zn15Al涂层的腐蚀产物呈疏松的细针状，盐雾腐蚀10 d后有Cl^-沉积在腐蚀产物层中并逐渐渗入至涂层基体。5083铝合金涂层的腐蚀产物主要为Al(OH)₃,Zn15Al涂层腐蚀产物主要由Zn(OH)₂和Zn₅(OH)₈Cl₂·H₂O组成。结合溶度积常数Ksp和过饱和度的理论计算，Al(OH)₃沉积所需Al³⁺浓度更低、沉积速度更快，因此5083铝合金涂层更倾向于形成致密的腐蚀产物层...     

热扩散处理对热浸镀铝Fe-Cr-Si-B铸钢组织演变及腐蚀行为的影响（英文）

研究热扩散处理对热浸镀铝Fe-Cr-Si-B铸钢镀层组织及在5%(质量分数) NaCl溶液中的腐蚀行为的影响。结果表明：Fe-Cr-Si-B铸钢中的Fe基体与Al液界面反应产物为柱状结构的FeAl₃。在(Cr,Fe)₂B/Al界面上形成的周期性层片结构是在热扩散处理过程中形成，而非热浸镀铝。在短时间内表面残留Al层主导了热浸镀铝和热扩散处理镀层在NaCl溶液中的腐蚀行为，直到表面残留Al层被完全消耗。Cl-引起的点蚀优先从块状B-Al-Cr相与FeAl₃的界面开始，并沿周期性层片结构扩展。硅颗粒作为阴极，促进了镀层的腐蚀。在Fe-Al金属间化合物层被完全腐蚀之前，钢基体都处于阴极保护中。此外，高温NaCl溶液的腐蚀被显著加速。     

合金元素对铝合金在泰国曼谷地区初期腐蚀行为的影响

在泰国曼谷地区对5083、6063和7020 3种铝合金进行为期1 a的暴晒实验,采用SEM、电化学实验、XPS和扫描Kelvin探针显微镜(SKPFM)对3种铝合金初期腐蚀形貌及腐蚀机理进行研究。结果表明:6063铝合金中Mg、Si、Fe等合金元素含量较少,腐蚀电位相对较高,约为-0.66 V (vs SCE),腐蚀产物膜较为致密,耐蚀性较好,在泰国曼谷地区的腐蚀速率约为0.7 g/(m²·a)。7020铝合金含有较多Mg、Zn等合金元素,腐蚀电位约为-0.78 V (vs SCE),腐蚀最为严重,腐蚀速率约为3.26 g/(m²·a)。3种铝合金均含有Mn、Si、Fe等合金元素,从而形成Fe-Si-Al或Fe-Si(Mn)-Al第二相,第二相表面电位高于基体225～280 mV,在大气环境中第二相作为阴极相,周围的基体Al优先溶解脱落,成为点蚀坑。     

ZAlSi7Mg铝合金在深海环境中的腐蚀行为研究

为研究深海低温高压环境中ZAlSi7Mg铝合金的腐蚀行为,采用深海高效串型试验装置进行西太平洋海域腐蚀试验,利用SEM、EDS、XPS等技术分析了ZAlSi7Mg铝合金在500、800、1200和2000 m海深下的长周期腐蚀速率、点蚀深度、腐蚀形貌及腐蚀产物,并与中国南海海域深海腐蚀规律进行对比。结果表明：(1)ZAlSi7Mg铝合金在西太平洋500和2000 m深度处的腐蚀速率和腐蚀产物厚度均高于800和1200 m深度处,且随着海水深度增加,铝合金平均点蚀深度逐渐减小;(2)深海环境中ZAlSi7Mg铝合金的腐蚀类型主要是点蚀、缝隙腐蚀和晶间腐蚀;(3)在西太平洋深海环境中,试验深度较大处试样与较浅处试样相比,表面腐蚀产物中含Al化合物含量较高,而含Mg的化合物含量较低,腐蚀产物主要包括Al₂O₃、Al(OH)₃、Al₂SiO₅和Mg(OH)₂。(4)在西太平洋和中国南海同一海水深度处,ZAlSi7Mg铝合金的腐蚀速率和点蚀深度均存在较大差别。在中国...     

ZL102铝合金在3% NaCl溶液中的微区电化学特性

采用扫描电化学显微镜技术(SECM)深入研究了ZL102铝合金在3%NaCl(质量分数)溶液中的腐蚀行为,用光学显微镜和扫描电镜观察其腐蚀形貌,用能谱仪对夹杂物和腐蚀产物进行分析。结果表明:在3%NaCl溶液中,金属间化合物与ZL102铝合金基体形成微电池,金属间化合物的电位高于基体的,使基体优先腐蚀溶解;腐蚀过程中铝合金表面活性不稳定,是因为尺寸较小的金属间化合物因周围基体溶解容易脱落,并在其他区域沉淀,只有尺寸较大的金属间化合物周围基体产生持续腐蚀溶解,最终形成点蚀。     

ADC12铝合金在水蒸汽中的腐蚀行为

铸态和固溶化处理的ADC12铝合金在90℃水蒸汽中的腐蚀试验表明：铸态铝合金基体腐蚀是以Al-Cu为基的第二相化合物，而以Al-Fe为基的化合物不会引起基体腐蚀；经固溶化处理的铝合金基体腐蚀是由Al-Fe为基的化合物引起的，并且是以含Cu的Al-Fe化合物周围优先被腐蚀。     

7020铝合金在3.5%NaCl溶液中的点蚀行为

采用浸泡实验与电化学循环极化曲线测试研究了7020铝合金在3.5%(质量分数)NaCl溶液中的点蚀行为,并结合金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)及扫描透射电镜(STEM)的微观组织观察结果对相关机理进行了分析和探讨。结果表明:7020铝合金的最大点蚀深度随时间变化的曲线为S型,呈缓慢增长-快速增长-保持稳定的过程。合金中α-AlFeSiMn相在点蚀浸泡过程中充当阴极,且发生了去合金化,周围的Al基体充当阳极而被腐蚀,含MnCr的弥散相则伴随Al基体的腐蚀而脱落。浸泡后期点蚀敏感性降低,表面的腐蚀产物可起到一定的保护作用。     

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。     

Fe-Al基金属间铝化合物层在酸性条件下的显微组织演变和腐蚀行为（英文）

采用压力辅助固态扩散结合技术在430 (Fe-Cr)和304 (Fe-Cr-Ni)不锈钢基体上制备两种Fe-Al基金属间铝化合物层,并与在纯铁上制备的铝化合物层进行比较。采用SEM、EDS和EBSD分析铝化合物层的显微组织和存在的金属间化合物物相。Al和基体发生相互扩散,生成在Fe_4Al_(13)基体上弥散分布的Cr_2Al_(13)网状结构。采用失重实验、OCP、Tafel曲线和EIS实验研究金属间化合物层在0.5mol/L盐酸溶液中的腐蚀行为。结果表明,与纯铁上的铝化合物层相比,同时添加Cr和Ni后,304不锈钢上铝化合物层的耐蚀性提高了十几倍,而430不锈钢铝化合物层中裂缝的存在使得腐蚀介质渗透至基体,提高了腐蚀速率。此外,采用XRD分析腐蚀产物。结果表明,Cr和Ni的添加能促进耐蚀相的形成,从而提高不锈钢上金属间铝化合物层的耐蚀性。     

硅酸钠对5083铝合金点蚀性能的影响研究

通过循环阳极极化曲线、电化学阻抗谱的测试以及浸泡腐蚀试验,研究了硅酸钠对5083铝合金在3.5%氯化钠溶液中的点蚀性能的影响。极化曲线结果表明,硅酸钠的加入使得5083铝合金在3.5%氯化钠溶液中的点蚀电位正移。通过EIS试验和浸泡腐蚀试验可进一步得出:体系中硅酸钠水解使得溶液中OH-浓度增加,铝合金表面钝化膜和Al2(SiO3)3沉淀膜增厚,从而较好地抑制了铝合金表面的点蚀,基体得到保护。     

5083铝合金在模拟海洋浪花飞溅区的局部腐蚀行为

搭建了模拟海洋浪花飞溅腐蚀测试装置,采用电化学阻抗谱(EIS)技术和形貌分析方法研究了5083铝合金在模拟浪溅区的局部腐蚀行为,并比较了其与全浸区腐蚀行为的差异性。实验结果表明：浪溅区由于冲刷作用腐蚀类型较为复杂,呈现孔蚀、晶间腐蚀与剥落腐蚀等多种局部腐蚀形态,且表面覆盖有大量腐蚀产物,局部腐蚀深度约40～80μm。全浸区仅存在分散分布的小蚀坑,深度约5μm,且多数起源于夹杂物处。夹杂物作为阴极相,附近的铝合金基体为阳极区发生溶解。浪花飞溅区蚀坑形状与水流方向有关,蚀坑下边缘在水流剪切力与腐蚀的共同作用下发生了层状剥落,导致蚀坑深度变化较缓,呈台阶状。EIS测试结果表明,浪溅区的极化电阻值约为全浸区的20%～50%,而有效电容值约为全浸区的2倍,表明浪溅区的腐蚀速度远大于全浸区。     

铝合金与低碳钢的异质搅拌摩擦焊接头组织与性能

采用搅拌摩擦焊方法,并在焊前将Q235低碳钢在150℃预热10 min,成功实现了8 mm厚5083-H112铝合金与Q235低碳钢的搅拌摩擦焊接,并进行了接头显微组织、物相组成、显微硬度分布和力学性能的测试与分析。结果表明,该异质金属接头成形较好,焊缝质量较高,接头抗拉强度达到铝合金母材的81%;接头焊核区由Al相、Fe相和Fe3Al金属间化合物相组成。     

冷加工对含Mn铝合金管腐蚀行为的影响

采用SEM,TEM,动电位极化和浸泡实验研究了机械冷加工变形对汽车散热器高Mn(0.22%,质量分数,下同)和低Mn(0.08%)铝合金管在0.6 mol/L NaCl(pH=6)和SWAAT(ASTM G85,pH=3)溶液中的腐蚀行为的影响.电化学极化测试表明,无形变时高Mn铝合金直管的点蚀电位最高;但冷加工能降低高Mn铝合金弯曲表面的点蚀电位,而对低Mn铝合金的点蚀电位没有明显影响.TEM观察发现,冷加工后高Mn铝合金中有大量纳米尺度的富Mn析出相,在低Mn铝合金中却没有观察到这种析出相,阴极极化测试表明,富Mn相能显著促进阴极反应,富Mn相相对Al基体为阴极相,因而是点蚀萌生的部位.添加Mn尽管有利于提高铝合金的耐蚀性,但机械冷加工会弱化这一效应.     

X70管线钢渗铝层盐雾腐蚀后能谱面扫描分析

利用激光热效应对X70管线钢进行渗铝处理,研究了其在5％盐雾试验中的腐蚀行为,通过SEM、EDS和XRD等手段对腐蚀产物表面-界面形貌、化学元素面扫描和物相组成进行了分析,探讨了渗铝层耐盐雾腐蚀机理.结果表明,渗铝层界面由渗铝层、扩散层和基体组成,Al和Fe原子在扩散层相互扩散,形成了FeAl2金属化合物相,是界面冶金结合的主要机制;盐雾腐蚀以点蚀为主,表面出现裂纹是热扩散过程中热应力作用的结果;腐蚀后渗铝层界面中存在Al和O元素的分层富集现象,形成的Al2O3氧化膜有效地阻止Cl-对基体金属的腐蚀,Al在渗铝层的局部富集是保护基体的主要因素,提高了X70管线钢的耐盐雾腐蚀性能.     

某重型燃气轮机涡轮叶片表面开裂分析

目的 探究某重型燃气轮机涡轮叶片服役过程中表面裂纹的形成原因。方法 利用场发射扫描电子显微镜及能谱仪确定开裂叶片裂纹周围的显微组织及元素分布情况,揭示高温氧化导致的涂层外表面及涂层/叶片基体界面处的组织演变规律。结果 此叶片经高温长时间服役后,表面未发现热障涂层,抗氧化涂层是NiCoCrAlY涂层,主要显微组织为γ-Ni相+β-NiAl相;叶片基体材质为GTD-111镍基高温合金,主要显微组织为γ-Ni相+γ’-Ni₃(Al, Ti)相及γ/γ’共晶组织和块状(Ti, Ta)C碳化物。表面裂纹主要集中于叶身与叶根的过渡平台位置。涂层内部、裂纹周围及涂层/叶片基体界面处均发现明显的金属氧化现象,氧化产物主要为金属Al和Cr的氧化物。高温服役环境下,铝元素的氧化导致涂层外表面的β-NiAl相及涂层/叶片基体界面位置的γ’-Ni₃(Al, Ti)相向γ-Ni相转变,导致上述2位置的弱化。此外,截面形貌表明,在涂层表面位置,裂纹与凹坑相连接,并呈现向涂层内部扩展的态势,局部位置已贯穿抗氧化涂层,并扩展进入叶片基体。结论 由于高温氧化导致涂层表面Al含...     

304不锈钢和5083铝合金在模拟城市地下空间环境中的腐蚀行为对比

目的 研究对比了304不锈钢与5083铝合金在模拟武汉地下空间环境条件下的腐蚀行为。方法 在对武汉工况调研的基础上,设计了符合地下环境特点的室内加速试验谱,包括循环盐雾试验和湿热试验等,以一个加速周期模拟实际服役环境中1 a的腐蚀量;利用扫描电子显微镜(SEM)、激光共聚焦显微镜等方法分析了304不锈钢与5083铝合金的表面形貌、腐蚀产物成分和腐蚀动力学等。结果 根据模拟武汉地下空间环境设计的加速试验,经过5个循环周期后,不锈钢与铝合金均在局部发生不同程度的点蚀,5083铝合金表面钝化膜被破坏,腐蚀产物堆积,而304不锈钢腐蚀轻微。根据拟合结果,不锈钢最大点蚀深度与腐蚀时间时间符合指数函数关系D1=7.637+1.212e^0.517t,形成的腐蚀坑小而深;铝合金符合幂函数关系D2=11.75t^0.699,主要形成宽而浅的腐蚀坑,其宽深比逐渐增加。结论 随着服役时间的延长,304不锈钢在模拟城市地下空间环境中的点蚀深度发展较5083铝合金更快,304不锈钢的点蚀率受地下运行环境的影响逐年增加,而5083铝合金局部腐蚀放缓。     

腐蚀产物对6061铝合金海洋大气腐蚀过程的影响

以盐雾模拟海洋大气环境,对6061铝合金进行了盐雾腐蚀,研究腐蚀产物对6061铝合金腐蚀过程的影响。运用扫描电子显微镜(SEM)、电化学阻抗谱(EIS)以及光学轮廓测量技术(OP)分析了表面带腐蚀产物6061铝合金的电化学性能以及其腐蚀形貌。结果表明:6061铝合金表面的腐蚀产物对基体具有保护作用,但随着腐蚀时间的延长,腐蚀产物对基体的保护作用呈减弱趋势;在腐蚀过程中,6061铝合金的腐蚀以点蚀为主,腐蚀产物在点蚀扩展后期阻碍了点蚀坑的扩展,并促使点蚀逐步向均匀腐蚀转变。     

挤压态低合金化Mg-0.5Bi-0.5Sn-0.5Ca合金的力学性能及腐蚀行为研究

探究了复合添加微量Sn与Ca对挤压态Mg-0.5Bi基合金的微观组织、力学性能及腐蚀行为的影响。结果表明：挤压态Mg-0.5Bi-0.5Sn-0.5Ca (质量分数，%)合金主要由α-Mg、Mg₂Bi₂Ca以及Mg₂Sn相组成，合金表现出晶粒尺寸均匀分布的完全动态再结晶组织。合金的抗拉强度(UTS)为191 MPa，伸长率(EL)高达31.5%，腐蚀速率(P_i)为0.51 mm/a，极化阻抗(R_p)为707.19Ω·cm²。此外，挤压态合金在腐蚀过程中生成了含Ca以及含Sn的腐蚀产物中间层，从而提升了腐蚀产物层的保护作用，导致析氢速率随着浸泡时间的增加先增大后减小。最后由于腐蚀产物膜的破裂，析氢速率达到了2.43 mL/d。     

铝/镀锌钢复合热源熔-钎接头中的Al-Fe 金属间化合物层分析

分析了铝/镀锌钢复合热源熔-钎接头中Al-Fe金属间化合物层的相结构,研究了焊接热输入对接头中Al-Fe金属间化合物层厚度的影响及化合物层厚度对接头抗剪强度的影响.结果表明,生成的Al-Fe金属间化合物层主要由Fe3Al,FeAl2,Fe2Al5以及FeAl3组成,并且Al-Fe金属间化合物的生成过程伴随着Si元素的富集现象;Al-Fe金属间化合物层厚度随焊接热输入的增大而增大,但电弧能量对化合物层厚度的影响要大于激光能量对化合物层厚度的影响;Al-Fe金属间化合物层厚度并非越薄越好,化合物层厚度在1.5～4μm范围内,Al-Fe金属间化合物层厚度对接头抗剪强度的影响不大.     

AA6061-T6合金搅拌摩擦焊搭接接头的腐蚀性能评价（英文）

采用氯化钠+过氧化氢溶液浸泡试验研究AA6061-T6铝合金搅拌摩擦焊搭接接头的腐蚀行为。采用循环动电位极化测试、扫描电子显微镜和能谱仪表征腐蚀形貌,揭示焊接区与基体合金的腐蚀机理。研究了焊接接头的显微组织和剪切强度。结果表明,与基体合金相比,焊接区在腐蚀溶液中会发生晶间腐蚀和点蚀。搭接剪切测试结果表明,所得焊接接头的拉伸剪切强度为128 MPa,超过基体合金强度的60%。电化学测试结果表明,焊核区和热影响区的保护电位比点蚀电位更负,说明焊核区与热影响区点蚀的趋势不强。基体合金抗腐蚀性比焊缝区的强,而热影响区的抗腐蚀性最差。点蚀主要源于金属间化合物边缘,因为与铝基体相比,金属间化合物的自腐蚀电位更高而成为阴极。由于焊缝区的金属间化合物增加,腐蚀电偶增加,焊缝的抗腐蚀性降低。