耐熔融Al-12.07%Si合金腐蚀有机硅树脂涂料防护层的制备及其性能

为了提高太阳能热发电系统20G钢换热管的使用寿命,制备了2种耐熔融Al-12.07%Si合金腐蚀有机硅树脂涂料防护层(T1,T2),对其力学性能及耐腐蚀性能进行了研究。结果表明:2种防腐蚀涂层的抗热震性能良好,与基体的粘结强度较高;2种涂层均具有较强的耐熔融Al-12.07%Si合金腐蚀的性能,较耐腐蚀的T2涂层使用寿命是20G钢的19倍。     

太阳能热发电中换热管石墨防护套环的制备与研究

太阳能热发电中的Al-12.07%Si(质量分数,下同)储能材料在高温下有很强的腐蚀作用。采用石墨套环包覆20G钢换热管,使换热管与熔融铝硅合金隔离,石墨良好的抗腐蚀性将保护换热管不受熔融铝硅合金的腐蚀。     

超音速火焰喷涂TiB2-40Ni35A金属陶瓷涂层的组织结构与性能

为了制备耐热震和耐熔融金属腐蚀的金属陶瓷材料,通过机械合金化技术制备TiB₂硬质相增强Ni基金属陶瓷粉末,将其超音速火焰喷涂在Q235钢表面制成TiB₂-40Ni35A金属陶瓷涂层,并对其形貌、物相、孔隙率、结合强度、硬度、耐热震及耐熔融Al-12.07%Si腐蚀性能进行研究。结果表明:涂层组织致密、孔隙率仅为0.281%,物相主要为TiB₂和Ni;涂层的结合强度为64 MPa,硬度为（446.7±85.6）HV_{3 N};经过60次热震后,涂层中未发现明显的裂纹;经过60 h熔融Al-12.07%Si腐蚀后,涂层中未发现明显裂纹,仍与基体结合良好。     

超音速火焰喷涂TiB2-50Co涂层及其性能

在322、402和462 L/min 3种氧气流量条件下采用超音速火焰喷涂技术制备了3种TiB₂-50Co涂层,通过SEM和XRD对涂层的微观组织和物相结构进行分析,测试其硬度,采用水淬法测试涂层的抗热震性能,并研究了涂层的耐熔融铝硅(Al-12.07wt%Si)合金腐蚀和耐磨粒磨损性能.研究结果表明:3种TiB₂-50Co涂层的物相均为TiB₂和Co;3种涂层的组织均致密,其中以氧气流量为322 L/min条件下制备的涂层试样最致密,其孔隙率最低(1.76%),涂层硬度值最高,达到(558±90) HV_0.3;氧气流量为462 L/min条件下制备的涂层抗热震性能最差,涂层截面出现明显裂纹;在熔融Al-12.07wt%Si合金中腐蚀60 h后,3种涂层均具有良好的耐熔融Al-12.07wt%Si腐蚀性能;在载荷为6 N的条件下,3种涂层均具有良好的耐磨损性能,以氧气流量为322 L/min条件下制备的涂层试样最佳.     

碳钢在辽宁省大气中腐蚀产物的分析

利用X－射线衍射仪和扫描电镜对A3钢及对耐候钢在辽宁省大气中暴露试样的腐蚀形貌、特征及腐蚀产物的结构进行分析，结果表明，A3钢及耐候钢腐蚀产物中主相为γ－FeOOH，次相为α－FeOOH和Fe3O4，随着暴露时间延长，α－FeOOH含量增多；耐候钢中外状晶体α－FeOOH多于A3钢．同时，对部分地点试样表面腐蚀产物清洗液的原子吸收光谱分析表明，锈层产物完全可以反映暴露地点耐大气污染状况．     

脉冲单电源铬镍共渗层耐酸腐蚀性研究

采用脉冲单电源等离子渗金属技术,在Q195钢表面进行铬镍共渗工艺。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜(SEM)及能谱仪(EDS)分析了铬镍共渗层的表面相组成、表面微观形貌和表面成分。采用电化学测量仪测定铬镍共渗层分别在1mol/L H2SO4、1mol/L HNO3溶液中的极化曲线,研究其腐蚀形貌,并与未处理的Q195钢试样进行对比分析。结果表明,铬镍共渗层的主要相成分为Fe-Cr-Ni固溶体;铬镍共渗层的表面呈上凸的胞状组织,排列致密;表面成分的相对含量为Cr 16.14%、Ni 48.16%、Fe 35.7%(质量分数)。在HNO3溶液中,未处理的Q195钢试样表面为严重的面腐蚀,铬镍共渗层表面几乎未被腐蚀,后者比前者的耐蚀性提高了658倍;在H2SO4溶液中,未处理的Q195钢试样表面为严重的点蚀,而铬镍共渗层表面状态良好,后者比前者的耐蚀性提高了90倍。铬镍共渗层耐硝酸腐蚀性能优于耐硫酸腐蚀性能。     

渗铝钢在Na2SO4V2O5熔盐体系中的热腐蚀行为

以往对渗铝钢耐热腐蚀性能的研究缺乏深度,为解决实际问题,在750 ℃模拟灰垢熔盐体系中,研究了加热炉辐射室炉管常用材料20G钢、20G渗铝钢、Cr5Mo钢、Cr5Mo渗铝钢的腐蚀行为.结果表明:20G钢、Cr5Mo钢、20G渗铝钢和Cr5Mo渗铝钢抗熔灰腐蚀能力依次增强;渗铝可以大大提高合金的耐熔灰腐蚀性能,在纯空气中氧化,其耐蚀性能也十分优异;20G渗铝钢在熔灰腐蚀时元素Al优先氧化并不十分明显,Cr5Mo渗铝钢在熔灰腐蚀时元素Al优先氧化;按照电化学模型,在熔灰腐蚀中V-2O-5不但会溶解金属氧化物的保护层,而且还参与阴极过程,循环反应,加速了金属的氧化腐蚀.     

高温碳氢气氛下Cr5Mo钢的尘化腐蚀状况

金属渗碳腐蚀(即尘化)是高温碳氢环境下常发生的灾难性腐蚀。Cr5Mo钢的工程应用量大面广,过去对其渗碳腐蚀研究不够。为此,研究了炉管材料Cr5Mo钢在600℃,50%CO-H2-3%H2O气氛下的尘化腐蚀行为,采用X射线衍射分析了腐蚀试样的物相组成,采用扫描电镜对试样进行了微观形貌分析。结果表明:Cr5Mo钢在试验条件下呈现均匀腐蚀,材料自表面向内依次析出Fe5C2和Fe3C脆性腐蚀产物,经560h尘化腐蚀后的试样平均腐蚀深度约为200μm,而基体材料性质无明显改变。因此Cr5Mo钢在尘化过程中出现的腐蚀减薄是由脆性碳化物层的析出引起的。     

Hank′s溶液中注碳Ti6Al4V合金缝隙试样的电化学行为

为探索碳离子注入Ti-6Al-4V合金在人工模拟体液Hank's溶液中的性能,采用电化学方法、扫描电子显微镜和X射线衍射对其缝隙试样在人工模拟体液Hank's溶液中的电化学行为进行了研究.结果表明:碳离子注入后,Ti-6Al-4V合金缝隙试样的腐蚀电位升高、电荷转移电阻增大,阳极极极化电流密度降低,改善了电化学性能;碳离子注入后,Ti-6Al-4V合金表面形成主要由TiC组成的无序层膜,该膜层阻滞了合金元素的溶解,提高了合金的耐缝隙腐蚀性能.     

燃煤锅炉露点腐蚀实验研究

以新型实验装置为基础,以ND钢、Corten钢、316L钢作为研究对象,20G与20#碳钢为对比材料,以内蒙古大唐国际托克托发电有限公司5#机组为实验平台进行露点腐蚀实验,实验中循环介质温度为30～80℃,实验时间为72h。利用扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)探查腐蚀后各材料微观组织结构,揭示露点腐蚀机理;绘制各材料的腐蚀层厚度随壁温的变化曲线;结果表明:5种材料的耐硫酸露点腐蚀能力:316L>ND>Corten>20G>20#。     

金属相20Ni-80Cu表面包覆NiFe2O4尖晶石对15（20Ni-80Cu）/85（NiFe2O4-10NiO）金属陶瓷腐蚀性能的研究

金属陶瓷金属相优先腐蚀是目前惰性阳极工业化难点之一,在金属相表面包覆NiFe2O4尖晶石来提高其耐高温熔盐腐蚀性能。包覆实验结果显示,包覆后的颗粒尺寸为2～5μm,且有团聚现象,金属相20Ni-80Cu表面除形成NiFe2O4尖晶石外,可能还含有NiFe2O4-x、Cu2O、NiO、CuxNi1-x、NiyFe1-yFe2O4-a和NizFe1-zO。腐蚀实验表明,金属表面包覆10%、20%、30%、40%和50%NiFe2O4尖晶石后制备的金属陶瓷惰性阳极样品其金属腐蚀层厚度都在20～50μm,其年腐蚀率分别为1.89、1.73、1.65、1.58和2.03cm/a,未包覆金属陶瓷惰性阳极金属腐蚀层厚度为200μm和年腐蚀率为4.15cm/a,说明金属表面包覆NiFe2O4尖晶石能提高惰性阳极的抗熔盐腐蚀性能。     

AISI 316奥氏体不锈钢等离子体源渗氮及其耐磨抗蚀性能

目前,对AISI 316奥氏体不锈钢单一面心结构γΝ相改性层耐磨抗蚀性能的报道差异较大,有些甚至相互矛盾。采用等离子体源渗氮技术,于450℃,6 h改性AISI 316奥氏体不锈钢,获得了厚度约为17μm、峰值氮浓度20%(原子分数)、最大显微硬度1 510 HV0.1 N、单一面心结构的γΝ相改性层。分别采用WTM-2E球盘式磨损仪和PARSTAT2273电化学工作站,研究了干摩擦条件下γN相/Si_3N_4陶瓷球的摩擦磨损行为和在3.5%NaCl溶液中的电化学腐蚀行为,揭示了γN相改性层的耐磨抗蚀机理。结果表明:γΝ相改性层的磨损机制由原不锈钢的黏着磨损转变为氧化磨损,摩擦系数由0.88降低至0.65,磨损体积由0.13 mm~3降低到9.50×10-3mm~3,耐磨性能显著提高;γΝ相改性层阳极极化曲线未发生点蚀击穿过程,容抗弧直径增大,相位角平台变宽;采用等效电路Rs-(Rct//CPE)拟合的电荷转移电阻Rct由原不锈钢的1.006×105Ω·cm~2增至1.377×106Ω·cm~2,计算的双电层电容Cdl由88.4m F/cm~2降低至77.8 m F/cm~2,抗蚀性能明显得到了改善。     

Effect of corrosion layer of steel bar in concrete on time-variant corrosion rate

Corrosion current density of steel bar in concrete was measured in active corrosion process under a designed artificially controlled climate environment. The active corrosion process shows the characteristics of the time-variant corrosion rate, and the three phases of the corrosion process are presented. The corrosion rate decreases at first; this is followed by a steady state phase; finally after concrete cover cracking caused by corrosion, an ascending phase of the corrosion rate is observed. The mechanism of the time-variation characteristics is discussed based on the microstructure of the interfacial transition zone (ITZ) between steel bars and concrete at different corrosion levels. The microstructure shows that the porous interfacial transition zone gradually transforms into a dense corrosion layer composed of concrete and corrosion products due to expansion of the corrosion products. The layer is called as corrosion layer for short in this paper. The main reason for the descent of the corrosion rate is that transportation of oxygen and moisture is retarded due to the dense corrosion layer. When the equilibrium between rates of consumption and transportation of oxygen is reached, the corrosion rate tends to be steady. The concrete cover cracking offers new access for transporting oxygen and the corrosion rate speeds up.     

热浸镀与微弧氧化复合处理20钢的表面性能

为提高舰船发动机排气管用20钢基材耐腐蚀等表面性能,采用热浸镀铝与微弧氧化技术复合处理形成铝-陶瓷复合层,采用显微硬度计、扫描电镜、多功能材料表面性能测试仪、电化学工作站等表征复合层显微硬度、耐磨、耐腐蚀和抗热震等表面性能。结果表明:复合层至基体间结构层硬度分布呈硬-软-硬-软的间断区域性分布特点;铝-陶瓷复合层的耐磨性优于铝镀层和20钢基体;与20钢基体相比,铝镀层和复合陶瓷层的全浸泡腐蚀失重值下降,腐蚀反应极化电阻增加,腐蚀电压增大,腐蚀电流密度减小,尤其是复合陶瓷层的耐腐蚀性显著提高,耐盐雾能力达1 000 h;陶瓷复合层在600℃下热震次数可达130次,层间界面结合紧密。     

Effect of annealing on corrosion behaviour of nitrogen S phase in austenitic stainless steel

Abstract

The corrosion behaviour of both as nitrided and nitrided then annealed 316 austenitic stainless steel has been investigated. Results show that low temperature plasma nitriding can, to some extent, enhance the corrosion resistance of 316 steel, and this can be attributed to the high nitrogen content in the nitrogen S phase layer. However, when annealed at certain conditions, the corrosion resistance of the S phase layer would be impaired. This is mainly because thermodynamically the S phase is a metastable phase, which will decompose into stable chromium nitride and the alpha phase if the kinetic conditions (temperature and time) are favourable. Clearly, the improved corrosion resistance conferred by low temperature plasma nitriding can be retained provided the S phase layer remains untransformed under service conditions.     

铝合金表面等离子体电解氧化陶瓷涂层在NaCl溶液中的电化学阻抗谱研究

通过调整电解液中硅酸钠的浓度, 利用等离子体电解氧化(PEO)技术在铝合金LY12表面制备了各种陶瓷涂层, 利用光学显微镜、XRD、电化学阻抗谱(EIS)对涂层的形貌、成分和涂层在NaCl溶液中耐腐蚀性能进行了研究. 结果表明: 提高电解液中硅酸钠的浓度可以使得涂层的总厚度增加, 但过高或过低的浓度都会导致致密层厚度的减薄. 当浓度为20g/L时, 所制备的涂层的成分以氧化铝为主; 当浓度为40g/L时, 涂层的成分主要是莫来石和氧化铝; 当浓度超过60g/L 时, 涂层的成分主要为非晶相. EIS的研究表明, 涂层耐腐蚀性取决于涂层中的致密层, 增加致密层的厚度可以提高PEO涂层的耐腐蚀性, 在中性、酸性、碱性腐蚀介质中, PEO涂层都显示出对基体良好的保护作用.     

油田碳钢管道材质耐蚀性分析及腐蚀防治

分析了某油田常用的碳钢材质原油管道的腐蚀行为,对20钢、20G钢和L360N钢3种材质进行了化学成分分析、金相检验、电化学测试、高温高压釜腐蚀试验以及现场穿孔统计。结果表明:管道材质的化学成分中Cr、Mo、Ni、Nb、Si、Ti等含量相对较高、组织晶粒度更小时会提高其耐蚀性;在该油田腐蚀工况下,20钢的腐蚀速率最大、穿孔频次最高,20G钢和L360N钢次之;提出了腐蚀监测、"碳钢+缓蚀剂"防腐蚀模式和泄漏报警的腐蚀防治措施。     

激光重熔对热浸渗铝层组织和性能的影响

热浸渗铝层中通常存在大量的孔洞和裂纹,严重影响渗铝钢的耐蚀性.采用JHM-1GY-400型YAG(晶体)激光器对Q235钢的热浸渗铝层进行激光熔凝处理,借助扫描电镜、电子探针、金相显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计等仪器对激光处理前后渗铝层的显微组织、相组成及性能进行了分析.通过测定在3.5%NaCl水溶液中的极化曲线,讨论了激光熔凝处理对渗铝层耐蚀性的影响.结果表明,采用适当的激光处理工艺,可消除渗铝层中的裂纹及孔洞,渗层变得更加致密,从而使其在3.5%NaCl水溶液中的耐蚀性高于未激光处理的渗层.并且其显微组织发生了高铝ξ相(FeAl2)向低铝β2相(FeAl)的转变,导致渗层显微硬度和脆性降低,渗层综合性能得到改善.     

0Cr13Ni5Mo不锈钢电火花强化表面耐腐蚀性能研究

针对我国水轮机过流部件长时间运行后表面腐蚀严重这一问题,选用YG8电极材料对水轮机叶片用0Cr13Ni5Mo不锈钢进行电火花表面强化处理,基于电化学测试技术和交流阻抗测试方法,对强化层的电化学腐蚀性能进行了深入研究.结果表明,强化过程中电极材料与基体材料元素相互熔渗和扩散,强化层内有新的相结构生成,且强化层为冶金结合.与基体材料相比,在腐蚀溶液中电火花强化后试件的自腐蚀电位增大,自腐蚀电流密度减小,试件腐蚀速度变慢,耐腐蚀性能明显提高.     

高耐候钢Q350EWR1耐蚀性能研究

为开发新一代铁路车辆用高耐蚀型耐候钢,在1780 mm热连轧生产线上进行了高耐蚀型耐候钢Q350EWR1工业试制,并对实验钢进行了组织观察和力学性能检测分析。利用周期浸润腐蚀试验方法对高耐候钢Q350EWR1和对比钢Q345B进行了腐蚀行为研究,腐蚀溶液为0.01 mol/L的NaHSO3溶液。采用扫描电子显微镜观察实验钢和对比钢的微观形貌,利用电子探针分析腐蚀产物中的元素分布,并用X射线衍射仪对腐蚀产物进行物相分析,采用失重法进行了腐蚀速率计算。研究表明:实验钢Q350EWR1力学性能优良,满足铁标要求;随着腐蚀的进行,Q350EWR1腐蚀速率逐渐下降并趋于稳定,相对于Q345B腐蚀速率≤30%,耐腐蚀性能良好。与Q345B相比,Q350EWR1钢锈层更加致密,随着腐蚀的进行生成更多的α-FeOOH;耐蚀元素Cu、Ni、Cr在锈层中的富集大幅提高了锈层对基体的保护能力。