钛合金与NiAl封严涂层的电偶腐蚀行为研究

钛合金材料与不同材料相互连接,并处于富含氯离子的电解质溶液中,有可能使得材料发生电偶腐蚀而遭到破坏。采用极化曲线的方法分别研究了NiAl涂层、TA15的电化学行为。结果表明NiAl涂层的腐蚀电位较TA15的低,二者相差约30 mV,NiAl涂层腐蚀电流为1.718×10-4A,TA15腐蚀电流为1.170×10-5A。研究了NiAl封严涂层和TA15钛合金之间在5%NaCl水溶液中的电偶腐蚀行为。测试了NiAl-TA15电偶对的电偶电流-时间曲线,并通过计算出的平均电偶电流密度,评价了钛合金和NiAl封严涂层的电偶腐蚀敏感性。结果表明,TA15钛合金和NiAl封严涂层之间的电位差很小,电偶腐蚀倾向很小,电偶电流密度为0.0253μA.cm-2。电偶腐蚀过程中,腐蚀电位较低的NiAl涂层作为电偶对的阳极发生腐蚀,钛合金作为阴极得到保护。电偶腐蚀后电偶对的阳极、阴极的自腐蚀电位均升高,阳极电位从-347 mV正移到-242 mV,阴极电位从-323 mV正移到-210 mV;电偶电位为-300 mV。NiAl涂层含有较多孔洞,可以作为腐蚀介质的渗透通道,在含有Cl-并且有溶解氧存在的腐蚀性介质中,容易导致腐蚀的发生与发展。     

装配对典型螺栓/螺母紧固件盐雾环境腐蚀行为的影响

海军航空装备的快速发展导致飞机必将面临更为严峻的海洋大气腐蚀问题,而军用飞机紧固件的腐蚀,尤其电偶腐蚀将严重影响飞机结构的安全性水平.因此,本文采用盐雾腐蚀模拟、扫描电镜观察与分析、电化学测试分析（自腐蚀电位测试、动电位极化测试、电偶腐蚀电流测试）等试验研究方法,将航空装备常用的30CrMnSiA镀镉钝化螺栓与三种不同螺母（30CrMnSiA镀镉钝化螺母、30CrMnSiA镀锌钝化螺母和0Cr16Ni6钝化螺母）偶接装配,研究由于装配导致的电偶腐蚀效应对典型螺栓/螺母紧固件腐蚀行为的影响.结果表明,在三种不同组合装配中,30CrMnSiA镀镉钝化螺栓与0Cr16Ni6钝化螺母之间电位差最大,电偶腐蚀电流密度最高,对应螺栓电偶腐蚀敏感性评级达到E级,电偶腐蚀作用促进了镀镉钝化螺栓基体表面点蚀的扩展,腐蚀进程被加速,加速系数AF达到3.4;30CrMnSiA镀镉钝化螺栓与30CrMnSiA镀锌钝化螺母之间电偶效应则较弱,且螺母为电偶腐蚀阳极,腐蚀进程被加速,加速系数AF为1.2,电偶腐蚀敏感性评级为D级;相比上述两种组合,30CrMnSiA镀镉钝化螺栓与30CrMnSiA镀镉钝化螺母之间电偶效应最不明显,对应电偶腐蚀敏感性评级为A级.      

合金调控对钢筋耐蚀性能的影响北大核心CSCD

采用通过微合金调控技术,合理控制钢中C、Cu、Cr和P等元素的含量,研发了一种比普通HRB400aE具有更高耐工业大气和含Cl^(-)污染物综合内陆自然环境腐蚀的400 MPa级低合金耐蚀抗震钢筋(NS-HRB400aE)。通过周浸试验、电化学极化曲线和电化学阻抗谱测试试验,对2种钢筋的耐蚀性进行了评价,结果表明合金化后的NS-HRB400AE低合金耐蚀抗震钢筋表面的腐蚀形貌为均匀腐蚀,而普通HRB400AE钢筋的腐蚀形貌主要为点蚀,NS-HRB400aE钢筋相比HRB400aE钢筋具有更低的腐蚀速率、更高的点蚀电位、更低的维钝电流密度和更高的临界Cl^(-)含量,表明微合金调控后钢筋的耐蚀性能显著提升。     

Mn含量对La0.65Mg0.35Ni3.1-xMnx(x=0.0～0.4)贮氢合金高温电化学性能的影响

研究了Mn含量对La0.65Mg0.35Ni3.1-xMnx(x=0.0,0.1,0.2,0.3,0.4)贮氢电极合金高温(333K)放电性能的影响.随Mn含量的增加,该系列合金电极在70 mA·g-1放电电流密度下的高温容量保持率从93.9%(x=0.0)增加到119.4%(x=0.4),而且,x＞0.1合金的高温容量保持率几乎相同.333K的电化学P-C-T曲线测试结果表明,Mn对Ni的部分代替明显降低了合金的放氢平台压,x＞0.1合金的吸/放氢平台滞后相对较小,说明x＞0.1合金的高温特性有所改善.腐蚀曲线测量结果表明,由于合金中Mn的存在,合金电极的腐蚀电流Icorr减小,腐蚀电位Ecorr正移,表明合金的耐腐蚀性能增强.     

碳钢油气输送管道不同沉积物下的腐蚀行为

利用失重法、电化学测试、丝束电极和微观分析手段研究了在CO₂饱和地层水中X65碳钢覆盖不同沉积物的腐蚀行为.结果显示,覆盖沙粒、黏土和碳酸亚铁可减轻X65钢的腐蚀,而覆盖硫化亚铁、元素硫和混合物则明显加速钢的腐蚀.尤其是覆盖元素硫,试样的腐蚀速率急剧增大.覆盖混合物试样的腐蚀速率也有显著的增大,混合物中元素硫起主导作用.试样表面沉积的元素硫可自催化阴极反应而大大加速钢的腐蚀.丝束电极的电位和电流分布显示,覆盖混合沉积物的电极,其电极电位比无沉积物覆盖电极的电极电位正.随着腐蚀进行,沉积物覆盖下电极发生严重的局部腐蚀.丝束电极的电位和电流分布图能够有效反映沉积物下局部环境变化而导致的局部腐蚀行为差异.      

高温高压环境下不同浓度KBr溶液对13Cr不锈钢的腐蚀行为影响

油气工业中溴盐完井液的使用极易导致油套管腐蚀失效的发生, 尤其是局部腐蚀风险.针对这一问题, 采用高温高压腐蚀模拟试验、扫描电镜观察与分析、电化学测试等试验研究方法, 研究了高温高压环境下不同浓度溴盐溶液对普通13Cr和超级13Cr两种典型油套管材腐蚀行为的影响.结果表明: 从平均腐蚀速率来看, 两种13Cr管材在三种浓度溴盐溶液中均表现出较好的耐蚀性能, 属于轻度或中度腐蚀, 但从局部腐蚀速率来看, 两种材料均达到严重或极严重腐蚀; 随着溴盐浓度的提高, 普通13Cr的自腐蚀电位和点蚀电位均明显负移, 对应材料的平均腐蚀速率和局部腐蚀速率均明显上升, 而超级13Cr仅点蚀电位明显负移, 自腐蚀电位则相对稳定, 对应其平均腐蚀速率变化幅度较小, 局部腐蚀速率则明显上升, 这说明相比普通13Cr, 超级13Cr对溴盐溶液具有更强的整体耐受能力, 但局部腐蚀敏感性仍然较高; 激光共聚焦(LSCM)三维表征结果表明, 在高质量浓度溴盐溶液(1.40 g·cm-3)中, 不论是普通13Cr还是超级13Cr都有明显的点蚀倾向, 这主要与溶液中高浓度的侵蚀性阴离子Br-有关, 相比于普通13Cr, 超级13Cr的点蚀敏感性相对较低, 但其点蚀风险仍不可忽视.      

Cr28Ni48W5C03合金离心铸造柱状晶电化学腐蚀的各向异性

耐腐蚀性能是不锈钢类材料的重要性能之一。以KCl为腐蚀溶液采用电化学分析法测试了Cr28Ni48W5Co3合金离心铸造柱状晶粒不同截面的电化学腐蚀性能,结果表明,柱状晶粒纵向截面腐蚀电位低于横向截面腐蚀电位,纵向截面腐蚀阻抗大于横向截面腐蚀阻抗,而且随着KCl腐蚀液摩尔浓度的增大,纵向与横向耐腐蚀性能的差别加大。Cr28Ni48W5Co3合金柱状晶上述各向异性电化学腐蚀性能与其离心铸造微观组织的各向异性特点有关。     

化学镀镍对AB_3型储氢合金电化学性能的影响

为了提高Mm0.78Mg0.22Ni2.48Mn0.09Al0.23Co0.47(Mm由82.3%La和17.7%Nd组成,记为AB3)储氢合金的电化学和动力学性能,采用化学镀镍的方法对其进行表面改性。运用XRD技术分析了合金的相结构,结果表明镀镍合金电极的相结构并无改变。电化学测试结果表明:镀镍处理后合金电极的放电比容量显著增大,最大达到327.7mA·h/g;循环稳定性也得到很大提高,经50个充放电循环后电极的容量保持率由原来的83.3%增加到了94.6%;合金电极的交换电流密度i0、极限电流密度iL、腐蚀电位Ecorr、电化学反应活性均得到明显提高。化学镀镍可提高合金的电化学性能。     

WC复合镀层耐腐蚀性能研究

采用复合电沉积工艺制备了Ni-WC复合镀层,通过SEM、EDS和金相显微镜对其表面和断面形貌进行了观察,并借助电化学手段研究了Ni-WC复合镀层在3.5%NaCl腐蚀液中耐蚀性能。结果表明:WC微粒随着电沉积过程逐步埋入复合镀层并均匀分布,镀层与基体间结合良好,在3.5%NaCl腐蚀液中,复合镀层比纯镍镀层相比,腐蚀电位正移而腐蚀电流减少,耐腐蚀能力得到提高。     

锰元素对铜镍合金电化学性能的影响

基于对不同Mn含量的铜镍合金进行3.5 %NaCl(指质量分数,下同)溶液腐蚀实验,测试腐蚀不同时间后的开路电位、电化学阻抗谱和极化曲线。通过分析阻抗谱和极化曲线的变化,建立等效电路模型,利用ZsimpWin软件拟合得出各等效元件的数值,研究Mn元素对铜镍合金电化学性能的影响。结果表明在浸泡初期,Mn含量低(0.53 %)的铜镍合金样品开路电位更正;而在浸泡时间超过7 d后,Mn含量高(1.19 %)的样品开路电位更正。锰含量低的铜镍合金样品生成的腐蚀产物膜较锰含量高的样品更具有保护性,合金中含有低锰含量有助于提高合金的耐蚀性能,降低合金的腐蚀速率.      

锌电极电化学性能研究--有机缓蚀剂对碱液中无汞锌电极表面腐蚀的影响

通过极化曲线的测定研究了锌电极在不同浓度碱液中的腐蚀行为和7种有机缓蚀剂对锌电极电化学行为的影响。结果表明 ,碱液(KOH)浓度6×103mol/m3时 ,添加0.5%的缓蚀剂(CSUT)———一种羧甲基纤维素为基体的合成物 ,锌电极的致钝电位负移 ,致钝电流密度显著降低 ,钝化曲线范围增大 ,钝化电流密度下降 ,有很好的缓蚀效果。     

外加拉应力对13Cr马氏体不锈钢的腐蚀行为影响

采用电化学测试手段(开路电位、交流阻抗谱及动电位极化曲线测试), 结合接触角测试及体视显微镜微观形貌观察探究在80 g·L-1 NaCl溶液中拉应力对L80-13Cr马氏体不锈钢钝化膜溶解与再修复机制的影响.结果表明, 拉应力大小与L80-13Cr的钝化特性存在正相关关系.随着外加拉应力的增大, L80-13Cr马氏体不锈钢的开路电位负移, 电子转移电阻减小, 线性极化电阻减小, 反应速率随着拉应力的增大而增大.而L80-13Cr马氏体不锈钢在高电位下再钝化形成的钝化区会缩短, 自腐蚀电位降低, 维钝电流密度增加.接触角测试和体视显微镜微观形貌观察发现, 拉应力使得表面接触角减小, 不锈钢表面容易发生点蚀.外加拉应力使得L80-13Cr马氏体不锈钢的表面能增加, 促进钝化膜的溶解, 并且抑制钝化膜的再生, 导致材料耐蚀性降低.      

建筑结构用耐候钢Q460在模拟南海海洋大气环境下的腐蚀性能

对添加了Cr、Ni、Cu、Mo耐蚀元素的Q460 MPa建筑用传统高强钢在模拟大气环境下进行干湿循环加速腐蚀试验,研究其在高温高湿南海海洋大气下的腐蚀行为及耐蚀机理,并对干湿循环后的样品进行形貌表征、成分分析和电化学过程分析.结果表明:Cr相对含量最多的Q460-1钢腐蚀速率最慢,耐大气腐蚀性能最好;未添加Cr、Ni、...     

电化学方法在不锈钢腐蚀研究中的应用现状及发展趋势

电化学手段可以实现对不锈钢材料的快速评价和腐蚀机理研究,因而受到广泛应用。在不锈钢耐蚀性评价方面,最常采用的电化学手段主要有腐蚀电位测试、交流阻抗测试、恒电位极化测试以及循环动电位极化测试。本文分别针对上述四种电化学方法在不锈钢耐蚀性评价上的应用情况进行了介绍,明确了各种检测方法的特点。腐蚀电位及交流阻抗测试是无损检测手段,可以满足长周期腐蚀监测需求;恒电位极化和循环动电位极化测试可以获得材料的极化特征参数,有利于对材料的腐蚀机理及耐蚀性进行评价。结合当前的不锈钢腐蚀研究现状,展望了电化学方法在腐蚀研究领域的发展趋势:未来电化学方法将更多作为腐蚀调控手段,需要结合其他检测技术实现对不锈钢腐蚀过程的精细分析。      

Cr含量对微波烧结ZK30-0.2Cu-Cr合金组织与性能的影响

以ZK30粉末、Cu粉和Cr粉为原料,采用微波烧结法制备Cr含量(质量分数,下同)为0～0.40%的ZK30-0.2Cu-Cr合金。用金相显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪观察和分析合金的显微组织,并测定合金的力学性能、降解性能、抗菌性能和生物相容性,研究Cr含量对ZK30-0.2Cu-Cr合金组织与性能的影响。结果表明,随Cr含量增加,由于Cr在基体中的固溶度增大,合金硬度提高。随Cr含量增加,合金的生物降解速度呈波动变化,在w(Cr)为0.1%时,合金表面形成Cr₂O₃氧化膜,对基体产生保护作用,合金的生物降解速度最低,但当w(Cr)超过0.1%时,固相扩散不完全,残留的Cr单质增加电偶腐蚀,对合金的耐腐蚀性能产生不利影响,生物降解速度增大。此外,所有ZK30-0.2Cu-Cr合金均具有良好的细胞相容性和抗菌能力(抗菌率>93%),其中ZK30-0.2Cu-0.05Cr合金的抗菌性能最好,抗菌率高达99.38%。综合考虑,ZK30-0.2Cu-0.1Cr合金具有良好的力学性能、合适的降解速率、优异的细胞相容性和抗菌性能,是一种有潜力的抗...     

3Cr钢在油水两相层流工况下的腐蚀行为

油水两相是海底管道和集输管线常见的腐蚀工况之一。以3Cr钢为代表的低Cr合金钢是目前具有良好耐蚀性能的重要材料,但是,在油水两相层流工况下,特别是加注了一定缓蚀剂的条件下,3Cr钢的适用性尚不明确。通过高温高压反应釜模拟了油水两相层流工况的腐蚀环境,结合扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射谱（XRD）、激光共聚焦拉曼光谱、电化学交流阻抗等测试表征方法,研究了3Cr钢的腐蚀行为及缓蚀剂对其耐蚀性能的影响。结果表明,在油水分层工况下,3Cr钢的腐蚀产物膜为明显的双层膜结构,其内层腐蚀产物膜为结构致密的富Cr层,表现出良好的抗CO₂腐蚀性能,但加入100 mg·L?1十七烯基胺乙基咪唑啉季铵盐缓蚀剂后,3Cr钢并未得到有效的缓蚀保护。腐蚀产物分析和电化学研究表明,烷烃分子、缓蚀剂分子及富Cr层间存在竞争关系,烷烃分子干扰了缓蚀剂分子的有序排列,影响了3Cr钢的耐蚀性。      

锌电积过程中锰元素对铝阴极的电化学行为影响

传统湿法炼锌工艺采用纯铝板作为阴极,但随着锌精矿品位的降低,电解液中杂质离子含量增大,造成阴极腐蚀消耗增加.本文以铝锰合金为研究对象,研究锰作为添加元素,与铝形成良好铝锰合金阴极材料的电化学行为,进一步提高铝阴极的耐蚀性和电催化活性.采用交流阻抗、阴极极化曲线、恒电流极化曲线、塔菲尔曲线等分析方法,探讨不同Mn元素含量对铝锰合金在40℃恒温条件,Zn2+ 65 g·L-1和H₂SO₄ 150 g·L-1溶液中电化学行为的影响.研究结果表明:相比纯铝电极,添加Mn元素的铝锰合金电极的耐蚀性普遍提高,腐蚀电流均减小;随着Mn含量的增加,腐蚀电流逐步降低,腐蚀电位与Mn含量增加无明显变化规律;当Mn质量分数为1.5%时腐蚀电流达最低(1.11 mA·cm-2),腐蚀电位最小(-1.0954 V);零电势下,表观电流密度i₀受Mn元素的添加影响显著,i₀随Mn含量增加呈现出先增大后减小的趋势,在Mn质量分数1.5%时达到最大值3.7462×10-16 mA·cm-2,远大于纯铝电极4.8027×10-33 mA·cm-2,整体变化幅度明显,电极的电催化活性得到提高;不同电流密度下的析氢过电位和纯铝电极的整体接近,电化学过程均为电化学传质步骤控制.综合考虑电极材料的耐蚀性和电催化活性,含Mn质量分数1.5%的铝锰合金可作为理想的电积锌阴极使用.      

新型铝合金阳极在NaOH碱性溶液中的腐蚀行为

制备了两种不同含量的Al-Ga-In-Zb-Mg-Mn合金和Al-Ga-In-Sn-Zn-Mg-Mn合金，共三种新型铝合金阳极材料。研究了该系列合金在4mol／LNaOH碱性溶液中的自腐蚀速率和电化学性能。结果表明：在不同的电解液中铝阳极表现出不同的自腐蚀速率和不同的电极电位；合金元素的均匀分布可极大地降低铝阳极的自腐蚀速率。研制出的新型铝合金阳极材料具有优良的电化学性能和良好的耐腐蚀性能，No．1、No．1-1和N0．3阳极在80℃、电流密度为800mA／cm^2条件下、在添加偏铝酸盐时的电解液中，其稳态平均电位分别达到了-1．576V、-1．574V和-1．53V（vs．Hg／HgO）；同时铝合金阳极具有良好的铸造性能和机加工性能。     

制备方法对TiNi储氢电极合金性能的影响研究

为了提高TiNi储氢电极合金的性能,分别采用四种不同的工艺制备了TiNi储氢电极合金,并进行了循环稳定性与电化学腐蚀性能的测试与分析。结果表明:与常规感应熔炼相比,真空感应熔炼、机械振动辅助真空感应熔炼和超声振动辅助真空感应熔炼制备方法使TiNi储氢电极合金的放电容量衰减率分别减小34%、48%和65%,腐蚀电位分别正移了92、141和173 mV。真空感应熔炼、机械振动辅助真空感应熔炼和超声振动辅助真空感应熔炼制备方法有利于改善TiNi储氢电极合金的循环稳定性和电化学腐蚀性能,其中以超声振动辅助真空感应熔炼最佳。TiNi储氢电极合金的制备方法应优选超声振动辅助真空感应熔炼。     

合金元素对钒基固溶体储氢合金组织与电化学性能的影响

制备了添加不同含量合金元素Sc、Y的V3Ti Ni0.56系钒基固溶体储氢合金,通过显微组织观察,以及电化学腐蚀性能、充放电循环稳定性的测试与分析发现:合金元素Sc或Y的添加,有利于提高合金的电化学腐蚀性能、充放电循环稳定性,复合添加合金元素Sc和Y的效果较单一添加好。与V3Ti Ni0.56合金相比,复合添加合金元素Sc和Y可以使合金腐蚀电位正移193 m V,充放电循环20次后合金的放电容量衰减率从95%减小至21%。