海洋环境下不锈钢材料耐腐蚀性能的试验研究

选取碳钢结合耐高温涂层、06Cr18Ni11Ti、14Cr17Ni2、00Cr22Ni5Mo3N共四种材料,制成试样,通过金相试验、自然腐蚀电位试验、应力腐蚀试验、盐雾加速腐蚀试验等,分析材料在海洋环境下的耐腐蚀性能。结果表明:三种不锈钢试样的腐蚀失重量比较接近,都不到碳钢结合耐高温涂层试样的腐蚀失重量的10%;00Cr22Ni5Mo3N的耐腐蚀性最好,06Cr18Ni11Ti略逊于00Cr22Ni5Mo3N,14Cr17Ni2更逊于06Cr18Ni11Ti。     

NiCr-CrAl涂层的高温氧化行为

采用固体粉末包埋法在高温合金K438表面制备了一种NiZr-CrAl涂层和单渗铝涂层,通过循环氧化动力学曲线分析、形貌观察及物相分析等对比研究了两种涂层在1000℃下的循环氧化行为。结果表明:单渗铝涂层和NiCr-CrAl涂层均由β-NiAl构成;在循环氧化300h后,NiCr-CrAl涂层质量增加明显低于单渗铝涂层的;单渗铝涂层表面氧化物由α-Al2O3、NiAl2O4和TiO2混合氧化物组成,涂层出现了明显的NiAl向Ni3Al退化,涂层抗氧化性能下降;而NiCrCrAl涂层表面氧化物仍由致密的α-Al2O3相构成,涂层中仅出现轻微的退化,表现出优异的抗循环氧化性能。     

镍铬钼合金在真空熔融CaCl_2-20%CaF_2盐中的腐蚀行为

采用浸没法腐蚀试验分别研究了00Cr16Ni75 Mo2Ti和Hastelloy N两种镍铬钼合金在800℃真空熔融CaCl2-20%CaF2(质量分数)盐中的腐蚀行为。结果表明:两种合金的腐蚀质量损失均随时间的延长而增大,腐蚀速率均随时间的延长而减缓,试验初期Hastelloy N合金的腐蚀速率明显大于00Cr16Ni75 Mo2Ti合金的;两种合金的腐蚀机理均主要为合金元素在熔盐中的选择性脱溶;析出相的不同是导致Hastelloy N合金腐蚀质量损失明显大于00Cr16Ni75 Mo2Ti合金的主要原因。     

炼厂污水臭氧处理系统的腐蚀特性与选材研究

针对炼厂污水臭氧处理系统长周期运行过程中,设备及管道存在跑冒滴漏现象,尤其是在管道的焊缝热影响区腐蚀尤为严重的问题,采用电化学试验、模拟浸泡试验和现场腐蚀评价试验,研究臭氧浓度和氯离子浓度对腐蚀速率的影响,明确不同金属材料在臭氧和污水环境中的耐蚀性能,并给出了推荐选材方案。结果表明,在炼厂高氯污水和臭氧环境中,022Cr17Ni12Mo2的点蚀敏感性与臭氧浓度和氯离子浓度呈正相关,且两因素之间存在协同腐蚀作用;Q245R,022Cr19Ni10,022Cr17Ni12Mo2材料在该环境下的耐蚀性能相对较差;022Cr19Ni13Mo3,015Cr21Ni26Mo5Cu2,022Cr23Ni5Mo3N,015Cr20Ni18Mo6CuN等材料则表现出良好的抗点蚀及缝隙腐蚀能力。建议炼厂污水臭氧处理系统主要设备和管道的选材以022Cr19Ni13Mo3为主。     

钴基高温合金表面电弧离子镀NiCrAlY涂层的抗高温氧化性能

采用电弧离子镀在钴基高温合金K640基体上制备了NiCrAlY涂层,并进行了真空退火处理。通过X射线衍射、扫描电镜和能谱分析等技术对涂层的相结构和基体及涂层在1 000℃下的抗循环氧化行为进行了研究。结果表明:沉积态涂层主要由γ-Ni、γ′-AlNi3和β-Ni Al等物相组成,元素分布均匀;涂层真空退火后衍射峰尖锐,晶粒明显长大,主要由γ-Ni、γ′-AlNi3、β-Ni Al和α-Cr以及极少量的Cr23C6组成。涂层在循环氧化过程中形成Al2O3保护膜,经过100次循环后Al2O3氧化膜仍然完好。真空退火可使溅射涂层表面较早生成保护性能良好的α-Al2O3氧化膜,提高了涂层的抗氧化性能。     

等离子渗Mo提高TiAl基合金高温氧化性能的研究

研究了等离子渗Mo处理对Ti-46.5Al-1.0V-2.5Cr(原子分数)合金抗高温氧化性能的影响.结果表明,等离子渗Mo处理能显著提高TiAl基合金的抗高温氧化能力,归因于TiAl基合金经等离子渗Mo处理后在表面形成成分含Ti-Al-Mo的致密合金层,该致密合金层具有良好的抗高温氧化性能.     

Y_2O_3含量对Ni-20Cr-5Al合金高温抗氧化性能的影响

将镍、铬、铝粉按比例混合后,再添加不同质量分数(0~5%)Y_2O_3粉作为弥散相,采用粉末冶金技术制备了Ni-20Cr-5Al-xY_2O_3(质量分数/%)氧化物弥散强化镍基高温合金,并在1 150℃下进行了100h恒温氧化试验,研究了Y_2O_3含量对其高温抗氧化性能的影响。结果表明:Y_2O_3质量分数为0~5%时,试验合金在长时间氧化后均具有较好的高温抗氧化性能;Y_2O_3的添加有利于试验合金表面氧化膜中Cr_2O_3的形成,但其质量分数为1%~5%时会同时降低氧化膜的致密性和附着性,从而降低合金的高温抗氧化性能。     

低压等离子喷涂NiCoCrAlYTa涂层的高温氧化行为

采用低压等离子喷涂技术在钴基高温合金K640表面制备了NiCoCrAlYTa合金涂层,利用XRD、SEM和EDS等研究了涂层的高温氧化行为.结果表明:该涂层在900℃的恒温氧化动力学曲线符合抛物线规律,氧化速率常数Kp为0.33×10-6mg2·cm-4·s-1;温度为1 050℃时,氧化初期的Kp值约为1.95×10-6mg2·cm-4·s-1,随着氧化时间的延长,氧化速率迅速降低;涂层在氧化过程中,表面先形成θ-Al2O3,随着氧化时间的延长,θ-Al2O3向α-Al2O3转变,且氧化温度越高转变速率越快,900℃氧化120 h后涂层表面仍存在θ-Al2O3,而1 050℃氧化10 h后θ-Al2O3就已基本完全转变;氧化过程中,基体与涂层之间发生互扩散;氧化后涂层中析出白色的颗粒状富钽相.     

纳米α-Al2O3颗粒弥散强化镍基复合涂层的耐磨性能研究

将纳米α-Al2O3颗粒或Ni包裹的纳米α-Al2O3复合粉和镍基粉用湿法混合，采用火焰热喷涂工艺制备了复合涂层，用磨粒磨损试验机进行磨损试验，研究了纳米α-Al2O3的体积分数、粒径和是否预先进行包裹处理对涂层喷焊性和耐磨粒磨损性能的影响。结果表明，纳米α-Al2O3以包裹形式加入能有效改善弥散相与Ni基涂层的相容性，相应涂层的耐磨性优于未包裹处理；当纳米Al2O3的体积分数为2％时，涂层的耐磨性能最好，为Ni基涂层的2倍多；在相同的体积分数下，随着涂层中弥散强化相尺寸的减小，涂层的耐磨性提高。     

CeO2对Ni/α-Al2O3纳米复合镀层微观组织和摩擦学性能的影响

采用纳米复合电镀技术,通过向Ni/α-Al2O3纳米复合镀溶液中添加CeO2方法在45#钢上制备了Ni/α-Al2O3-CeO2纳米复合镀层;研究了CeO2对镀层微观组织、显微硬度及摩擦学性能的影响;用分析型扫描电镜、显微硬度计及摩擦磨损试验机对复合镀层组成、微观组织、显微硬度及摩擦学性能进行了分析。结果表明,适量CeO2的加入促进了纳米α-Al2O3的沉积量,使纳米α-Al2O3在镀层中的分布更加均匀,添加过多的CeO2对纳米α-Al2O3分布不利;CeO2添加量为40g/L时,平均显微硬度比未添加CeO2的提高近30%,磨痕宽度减少近40%;CeO2能改善复合镀层的耐磨性能,有效防止镀层片状脱落。     

热压烧结碳化硅陶瓷的氧化性能

采用硅作为烧结助剂热压烧结SiC陶瓷,用扫描电镜、X射线衍射仪和热重分析仪研究了不同状态SiC陶瓷的氧化性能.结果表明:未预处理SiC在等温氧化过程中,600～1 100℃区间内,等温氧化动力学曲线服从抛物线规律;而在1 100～1 300℃区间,则偏离了抛物线规律,氧化速率随温度的升高先增大后减小.经过高温预氧化处理之后,SiC试样在等温氧化过程中,氧化动力学曲线为直线,较未预处理试样氧化增重显著减少;连续升温氧化过程中,和未预处理试样相比,剧烈氧化开始温度升高,同时其氧化速率及最终的氧化增重均大幅度降低.说明了高温预氧化处理能够有效提高SiC陶瓷的抗氧化性能.     

石油化工设施构造设计的防氧化探讨

设施及管道的设计不仅要从构造刚度、稳定性和强度等方面满足工艺设计,还要从原料的正确选择、构造及部件的形状设计等方面思考防氧化要求,得出合理的氧化防护应首先从设计阶段人手.通过正确的选择材料、合理的构造设计、科学的管道设施组装及布置来控制氧化速度,达到最终提高整个装置实际使用可靠性、耐氧化能力以及运转效率的目的.     

不同表面处理对AZ91D镁合金耐蚀性的影响研究

通过中性盐雾腐蚀试验,对镁合金化学氧化和微弧氧化后表面膜层的耐蚀性能进行了比较。结果表明,镁合金经过化学氧化和微弧氧化后,耐蚀性能均有提高,但是微弧氧化后镁合金表面形貌要优于化学氧化,从微观结构解释了不同膜层腐蚀形式不同的原因。     

三羟甲基丙烷复合酯热氧化规律及氧化动力学研究

对三羟甲基丙烷复合酯分别进行不同温度与时间下的恒温氧化,检测其氧化后的黏度、黏度指数和酸值,并通过函数拟合得出它们随氧化温度与时间的变化规律;使用PDSC测试被氧化样品的起始氧化温度,并计算活化能、氧化速率常数和氧化半衰期,得到氧化温度与时间对油品后续氧化安定性的影响规律。结果表明:油品黏度与酸值的变化规律均近似logistic函数曲线,即起初增长缓慢,随后迅速增长并达到最快速率,最终速率逐渐下降;黏度与酸值函数的拟合参数与氧化温度密切相关,可用于评价与预测油品的氧化行为;三羟甲基丙烷复合酯经历不同条件的高温氧化后始终具有较高的黏度指数,并且起始氧化温度和活化能均未发生显著变化,表明其氧化后仍有着优异的黏温性能和氧化安定性。     

双季戊四醇酯热氧化性能及氧化动力学分析

将恒温氧化、PDSC测试及氧化动力学计算相结合,分析氧化温度与时间对双季戊四醇酯黏度、黏度指数和酸值的影响规律,研究双季戊四醇酯经历恒温氧化后起始氧化温度、活化能及氧化速率常数的变化,探讨其对不同温度耐受能力的差异。结果显示:双季戊四醇酯黏度与酸值的变化符合logistic函数,初始阶段增长缓慢,继而迅速升高并达到最快速率,随后速率逐渐下降;180℃以上的氧化会使黏度、黏度指数和酸值发生显著变化,而低于130℃时其变化趋势十分平缓,能满足冷冻机油的工况要求;180℃以上的高温氧化会使油品起始氧化温度降低,但对活化能、氧化速率常数和氧化半衰期影响较小,因此双季戊四醇酯具备较好的高温氧化安定性。     

混合稀土阻燃镁合金的表面氧化行为

为提高镁合金的阻燃性能,在ZM5镁合金中添加了质量分数为0.1%的混合稀土(RE);通过分析该合金的TGA曲线、DSC曲线、恒温氧化动力学曲线以及表面氧化膜的XRD谱,对其表面氧化行为进行了研究。结果表明:添加0.1%RE能显著提高ZM5合金的抗氧化性能,氧化开始温度由300℃提高到500℃,氧化增重主要发生在500～700℃区间;在该温度区间发生了三种氧化反应,生成的氧化膜主要由RE_2O_3、MgO、Al_2O_3、Mg_(17)Al_(12)等组成;该合金在700℃的氧化动力学曲线遵循抛物线规律,致密的氧化膜能有效阻止基体的进一步氧化。     

T23钢管蒸汽侧氧化层的微观结构及形成机理

采用扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪等研究了T23钢管蒸汽侧氧化层的结构和形成机理。结果表明:该氧化层分为内层、中间层和外层;内层为疏松及富含孔洞的富铬、钒及钨的非均质层氧化层,中间层为相对致密且呈柱状结构的Fe3O4,外层为较薄的Fe2O3;金属基体与内层氧化层界面处存在内氧化,金属基体与内层氧化层界面处存在明显界限及间隙,温度剧烈变化时氧化层易在金属基体与内氧化层界面处剥落;T23钢蒸汽侧内层氧化层疏松、多孔及其整体易剥落的特征,使其抗蒸汽氧化性能差。     

机械合金化制备 Fe-12Cr-2.5W-0.4Ti-0.3Y2O3合金的高温氧化行为

采用静态氧化试验和XRD、SEM、EDS等测试方法分析了机械合金化制备铁基高温合金Fe-12Cr-2.5W-0.4Ti-0.3Y2O3在空气中的高温氧化行为及其氧化机理.结果表明:合金氧化程度随温度的升高而提高,随时间的延长质量增加速率不断减小,且质量增加曲线近似为抛物线;合金在650℃和850℃下氧化80 h后,表层...     

不同基体合金钛基复合材料的高温氧化性能

针对钛基复合材料高温应用中的关键问题—高温氧化性能,本文通过高温氧化实验得到增重数据,整理绘制成氧化增重动力学曲线,并通过热力学计算出了实验材料的氧化抛物线指数n以及氧化激活能。结果表明:钛基复合材料的氧化规律为抛物线规律,以高温合金Ti6242为基体的钛基复合材料比纯钛为基的钛基复合材料高温抗氧化性好。     

基于金属催化氧化的航空液压油氧化安定性研究

为探究航空液压油氧化安定性变化规律,设计基于金属催化氧化的模拟氧化试验,研究在金属Cu与Fe的催化氧化下,15号航空液压油在不同氧化时间下的外观、黏度以及酸值变化规律,并借助GC/MS对油样组成结构进行分析。结果表明:在长时间氧化下添加金属Cu、Fe的油样颜色、黏度变化更剧烈,氧化后酸值更高,说明在金属催化氧化下,液压油的氧化安定性变差。GC/MS分析表明:在金属作用下,航空液压油长时间氧化后抗氧剂消耗更剧烈,且生成了小分子烷烃以及少量的醇、酮、酸、酯等化合物,造成了油品理化性能的变化以及氧化安定性变差。