15CrMnMoVA钢磁控溅射镀铝防护层耐腐蚀性能

采用磁控溅射技术,在15CrMnMoVA钢上镀覆一层纯铝防腐蚀薄膜。利用盐雾机、电化学测量仪、扫描电镜和能谱仪对比基体和铝涂层样品的耐腐蚀性能,同时分析偏压、靶电流、沉积时间等因素对涂层耐腐蚀性能的影响。结果表明,铝膜厚度为8.2μm的样品,铝膜层晶粒均匀,大小为1～2μm、膜/基界面平整、结合良好,其中基体与膜层界面处致密的过渡层对提高样品的耐腐蚀性作用显著;在中性盐雾气氛中,516h出现红锈;Al膜沉积时间为1h的样品,其自腐蚀电流比基体低2个数量级,达到icorr=-6.53×10-8 A,能有效提高基体的耐腐蚀性,膜层在中性盐雾腐蚀气氛下失效方式为逐层失效;薄膜沉积过程中,提高负偏压、靶电流和镀膜时间,均能提高膜层的质量。     

离子辅助蒸发沉积镀铝膜的结构及耐腐蚀性

利用离子辅助热蒸发在45钢基材上制备纯铝防护膜,并对其进行喷丸+化学转化后处理。采用中性盐雾机、电化学工作站、扫描电镜、能谱仪对基体及镀铝试样的结构和性能进行研究。结果表明:45钢上铝膜厚度约12μm,膜层晶粒均匀,大小为1~2μm,膜层基体界面紧密,结合良好,膜基之间存在3μm厚的扩散层,扩散层的存在能显著提高基体的耐腐蚀性能。镀铝试样自腐蚀电流比基体低两个数量级,达到1.46×10-6A·cm-2,经盐雾试验1800 h,铝膜部分剥落,没有出现红锈。经过后处理(喷丸+化学转化)镀铝试样,膜层表层致密度提高,并生成一层耐腐蚀转化膜,耐蚀性能得到进一步提高,自腐蚀电流比基体低3个数量级达,达到2.3×10-7A·cm-2,经盐雾试验1800 h后,膜层较完整,没有出现腐蚀严重部位。     

钢铁表面电弧喷涂耐蚀铝涂层性能的研究

使用电弧喷涂技术在经过喷砂处理的Q235钢板喷涂厚度约为200μm的纯铝涂层,使用聚氨酯清漆对涂层进行封孔处理。通过金相组织分析试验、电化学测试以及中性盐雾试验研究了涂层的耐蚀性。结果表明:喷涂涂层的结构致密、成分均匀,涂层和基体材料结合情况良好。对涂层进行封孔处理后,腐蚀速度显著下降,试样的耐蚀性得到了极大改善。对封孔涂层进行120 h的中性盐雾试验,未发现明显腐蚀痕迹,涂层的耐盐雾腐蚀性良好。     

X70管线钢盐雾腐蚀性能

采用中性盐雾对X70管线钢进行室温腐蚀,采用SEM和EDS观察了X70管线钢经盐雾腐蚀处理前后表面微观形貌和化学组成的变化。结果表明,盐雾腐蚀后试样表面化学元素均匀性和结构完整性均被破坏,表面点蚀较为严重,出现了大量的点蚀坑;腐蚀后试样表面含铁量高,产生了活性铁原子,并与腐蚀性介质Cl-发生接触反应,是盐雾腐蚀发生点蚀主要原因。     

一种水基无铬达克罗涂层的制备方法及其性能

以片状铝粉和锌粉为填料,硅烷偶联剂KH-560和硼酸、复合磷酸二氢盐为成膜物质,在低碳钢工件表面制备了一种水基无铬达克罗涂料。通过扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和中性盐雾试验、电化学测试,对涂层的表面形貌、成分、附着力及耐蚀性进行了分析。结果表明：制备的水基无铬达克罗涂层具有良好的稳定性,在60℃、48 h条件下涂层不发生变化;涂装后的无铬水基涂层表面均匀平整,无明显缺陷;在600 h中性盐雾试验后,涂层表面无红锈;水基无铬达克罗涂层的自腐蚀电位负移,腐蚀电流降低一个数量级,说明涂层试样的耐蚀性提高,涂层具有良好的防护性能。     

激光重熔与冷喷涂复合工艺制备的镍铝青铜基涂层耐腐蚀性能研究

为解决镍铝青铜质螺旋桨修复再制造难题,使用激光重熔加冷喷涂复合工艺在镍铝青铜9442合金上制备了Cu402F涂层。使用OM、SEM观察了涂层截面与表面的微观形貌;采用盐雾腐蚀箱、电化学工作站重点研究了涂层的耐盐雾腐蚀性能和电化学行为。试验结果表明:冷喷涂态涂层厚度约为300μm,涂层致密度良好,表面较为粗糙,经过激光重熔后涂层表面变得较为平整,涂层内部分为重熔区、多孔过渡区以及冷喷涂遗传区;经1 000h中性盐雾腐蚀试验后,冷喷涂态涂层腐蚀产物呈现菜花状,表面存在着大量裂纹,激光重熔态腐蚀产物呈圆形颗粒状,表面出现点蚀坑,激光重熔后涂层失重量减少了43.86%,耐盐雾腐蚀性能增强;涂层在浸泡不同时间后动电位极化曲线可知,冷喷涂态涂层在浸泡5天后涂层上就逐渐形成钝化膜,并且随着浸泡时间的增加,涂层上的钝化膜更加稳定,激光重熔态涂层浸泡36天后表面可以形成十分稳定并且具有一定厚度的钝化膜,耐海水腐蚀性能大幅提高。     

盐雾环境下X70管线钢等离子喷涂铝涂层的腐蚀行为

目的研究X70管线钢的防腐工艺,以延长其使用寿命。方法采用等离子喷涂方法在X70管线钢基体表面制备铝涂层,通过扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)对涂层表面、界面质量和微观形貌进行分析。利用盐雾腐蚀试验,对比分析涂层对基体的保护作用机制。结果涂层为富铝层,主要以富铝脆性物相存在,并受环境空气的影响,涂层出现孔洞、裂纹和未熔颗粒等缺陷。涂层表面因铝粉颗粒尺寸差异,颗粒间熔融状态不同,导致表面铝元素呈波浪式分布。涂层界面结合处,铁、铝元素相互渗透,形成Fe-Al冶金结合,增加了涂层结合强度。热处理后,未熔颗粒及部分金属氧化物熔化并填充涂层缺陷,减小了表面粗糙度和孔洞率,提高了涂层质量。盐雾腐蚀16h后,未喷涂涂层试样表面出现了严重的点蚀现象,影响了管线钢的使用寿命。喷涂铝涂层试样在盐雾腐蚀试验120h后,表面出现了轻微腐蚀现象。结论涂层表面形成了致密氧化膜,避免了腐蚀介质和基体直接接触,提高了X70管线钢的耐腐蚀性。     

蠕墨铸铁中性盐雾腐蚀行为及机理研究

目的揭示蠕墨铸铁的大气腐蚀行为,阐明其腐蚀规律及腐蚀机理。方法采用室内加速中性盐雾腐蚀实验,并用失重法、SEM\EDS、XRD、电化学的方法来表征实验现象。结果蠕墨铸铁在中性盐雾环境中锈层截面具有明显的分层现象,前期腐蚀速率为0.53 mg/(cm~2·h),后期腐蚀速率在波动中总体趋于稳定,为0.36mg/(cm~2·h)。蠕墨铸铁带锈试样的自腐蚀电位(Ecorr)在-680～-600mV之间先减小后增大,极化电阻(Rp)变化趋势与自腐蚀电位(Ecorr)一致,自腐蚀电流(Icorr)大小在整个腐蚀周期内具有明显的波动。蠕墨铸铁在中性盐雾环境中的腐蚀产物为Fe(OH)_3、Fe_2O_3、FeOOH及少量Fe_3O_4和金属碳化物Fe_2C。结论蠕墨铸铁在中性盐雾环境中腐蚀84 h后发展为全面腐蚀,形貌呈沟壑状,腐蚀产物微观形貌呈团簇状和片层状。腐蚀早期,基体表面发生电化学腐蚀形成一层氧化膜,腐蚀介质沿石墨侵蚀基体从而产生内应力,导致外部锈层断裂,同时蠕虫状石墨处腐蚀产物呈疏松团簇状,二者共同构成介质传质通道,使腐蚀更容易发展。     

高强度紧固件用涂层的耐蚀性

在高强度紧固件用钢基体上制备了渗锌、渗锌-硅酸盐封闭、渗锌-达克罗-含铝封闭三种耐蚀涂层。使用扫描电子显微镜(SEM)以及能谱仪(EDS)分析中性盐雾试验前后涂层形貌及成分变化,讨论涂层的腐蚀特征;使用电化学阻抗法和电化学极化法分析了涂层的电化学特征。结果表明:与渗锌涂层相比,渗锌-硅酸盐封闭、渗锌-达克罗-含铝封闭涂层具有更优异的耐蚀性,其中渗锌-达克罗-含铝封闭涂层的耐蚀性最佳;在腐蚀过程中,渗锌涂层的腐蚀形式主要为渗锌层的应力腐蚀,渗锌-硅酸盐封闭涂层的腐蚀形式主要为封闭层的点蚀与全面腐蚀,渗锌-达克罗-含铝封闭涂层则出现封闭层的剥离。     

双涂层汽车钢板的耐蚀性研究

通过对冷轧含铌钛高强度汽车钢板进行超音速火焰喷涂单一涂层和双涂层,并进行了中性盐雾腐蚀和电化学腐蚀试验与对比分析。结果表明:热喷涂单质锌层后再热喷涂锌铝钇复合涂层的双涂层,使中性盐雾腐蚀240 h后的质量损失率较单质锌单一涂层减少10.98%,较锌铝钇单一涂层减少5.02%;使其在室温的6%NaCl电解液的腐蚀电位较单质锌单一涂层正移23.38%,较锌铝钇单一涂层正移15.02%,汽车钢板的耐蚀性得到显著提高。     

Oxidation resistance and corrosion behavior of hot-dip aluminized coatings on commercial-purity titanium

Aluminizing is an effective method to protect alloys from oxidation and corrosion. In this article, the microstructure, morphology, phase composition of the aluminized layers and the oxide films were investigated by SEM, EDS and X-ray diffraction. The high temperature oxidation resistance and electrochemical behavior of hot dip aluminizing coatings on commercial-purity titanium had been studied by cyclic oxidation test and potentiodynamic polarization technique. The results show that the reaction between the titanium and the molten aluminum leads to form an aluminum coating which almost has the composition of the aluminum bath. After diffusion annealing at 950 °C for 6 h, the aluminum coating transformed into a composite layer, which was composed of an inner layer and an outer layer. The inner layer was identified as Ti₃Al or Ti₂Al phase, and the outer layer was TiAl₃ and Al₂O₃ phase. The cyclic oxidation treatment at 1000 °C for 51 h shows that the oxidation resistance of the diffused titanium is 13 times more than the bare titanium. And the formation of TiAl₃, θ-Al₂O₃ and compact α-Al₂O₃ at the outer layer was thought to account for the improvement of the oxidation resistance at high temperature. However, the corrosion resistance of the aluminized titanium and the diffused titanium were reduced in 3.5 wt.% NaCl solution. The corrosion resistance of the aluminized titanium was only one third of bare titanium. Moreover, the corrosion resistance of the diffused titanium was far less than bare titanium.     

Features of intermetallic compounds in aluminized steels formed using aluminum foil

Foil aluminizing of steel, wherein Al diffuses to the base steel material by diffusion treatment after hot pressing of the aluminum foil at a lower temperature than the melting point, was performed in this study. Alloy layers formed by diffusion at temperatures ranging from 700 to 1000 °C were investigated, and their features were compared with those of hot-dip aluminized steel. In hot-dip aluminizing, an intermediate Fe₂Al₅ layer was formed between the aluminum layer and the base steel during aluminum coating before the diffusion treatment. In contrast, the coating layer of the foil-aluminized steel specimen after diffusion bonding of the aluminum foil consisted only of the Al layer. An Fe₂Al₅ layer, an FeAl layer and an Al diffused layer were formed in both the aluminized specimens subsequent to the diffusion treatment. The numbers of voids formed in the Fe₂Al₅ layer and at the FeAl/Al diffused layer interface of the foil-aluminized specimens are smaller than those for hot-dip aluminizing. Moreover, the FeAl and Al diffused layers are formed with a greater thickness in the foil-aluminized steel under identical diffusion conditions. The Al concentration in hot-dip aluminized steel decreased in stages from the surface to the base steel, whereas, in the foil-aluminized steel, it decreased gradually. The Fe₂Al₅/base steel interface in the foil-aluminized steel was thus indistinct, and cross-sectional hardness also decreased gradually.     

钢的渗铝工艺技术及性能研究进展

钢材渗铝是通过化学和物理的方法将铝原子渗入钢材表面形成微合金层,改变钢材的表面化学成分和特性的热处理工艺。渗铝处理可以提高钢材耐氧化性能、耐腐蚀性能和硬度,作为一种简单有效的表面化学热处理工艺得到研究者的关注。简要介绍了当前常见的渗铝工艺,如热浸渗铝、热喷涂渗铝、粉末包埋渗铝、料浆渗铝,总结了常见渗铝工艺的特点与不足,随后介绍了研究人员开发出的新型渗铝工艺,如机械辅能助渗铝、电场辅助渗铝、流化床气相沉积渗铝和离子电镀渗铝。论述了渗铝钢的显微结构和渗层的生长机理,对渗铝后的渗铝钢具有耐氧化、耐腐蚀性能的机理进行了讨论说明。最后,对渗铝工艺的发展趋势进行了探讨和展望。     

热浸镀铝钢材的应用与发展

综述了热浸镀铝钢材镀层的形成与结构,性能与应用,国内外的研究动向及在我国的发展前景。     

渗硼处理对H13钢碳化铬覆层抗铝液侵蚀性能的影响

将未处理H13钢、热反应扩散(TRD)法渗铬试样及铬硼复合渗(TRD渗铬+TRD渗硼)试样浸入熔融铝液进行热浸铝试验。对渗铝试样截面进行显微观察及渗铝层定点成分分析。结果表明:相同热浸铝条件下,单一碳化铬覆层的浸铝层厚度与未处理H13钢相当,即单独渗铬并不能提升H13钢抗铝液侵蚀能力。而硼铬复合处理试样浸铝层厚度为单一碳化铬覆层的67%,渗硼处理的应用能够有效提高TRD碳化铬覆层抗铝液侵蚀能力。试样经热浸铝后渗铝层Fe-Al金属间化合物成分主要为Fe₂Al₅。     

渗铝复合激光冲击对321不锈钢腐蚀疲劳性能的影响EI北大核心CSCD

针对聚焦型太阳能热发电换热管材料在熔融铝硅环境中易发生腐蚀疲劳失效的问题,采用粉末包埋渗铝和激光冲击对AISI 321不锈钢进行表面改性,研究其熔融铝硅环境下腐蚀疲劳性能。结果表明,渗铝钢表面形成以FeAl金属间化合物为主的渗层,尽管能够有效地隔离基体和腐蚀介质,但是作为疲劳裂纹的形核源,会导致腐蚀疲劳寿命降低40%;经不同功率密度的激光冲击强化处理后,渗铝钢表面硬度显著提高,延缓了疲劳裂纹萌生,提升了耐蚀性,降低了腐蚀损伤的影响,疲劳损伤占据主导地位,使得渗铝钢腐蚀疲劳寿命提高100%~200%。     

AZ31镁合金盐浴渗铝改善耐蚀性机制分析

采用真空热扩散渗铝的方法对AZ31镁合金进行表面合金化处理,在不同参数下得到厚度不一的渗铝层,对渗层的显微组织、物相组成进行了分析,并分析了渗铝试样的耐腐蚀性能和显微硬度.绘制了AZ31镁合金基体以及经过400℃扩散渗铝4 h后的试样的极化曲线.结果表明,渗层主要由Mg₁₇Al₁₂,Mg₃Al₂和α-Mg等组成,渗层厚度随扩散温度提高而增加,400℃恒温热扩散4 h时,在基体表面获得了连续且均匀细密的渗铝层,显微硬度值从基体的53 HV提高到80~85 HV,同时,该方法使得镁合金的自腐蚀电位提高了约105 mV,而镁合金的自腐蚀电流密度降低了一个数量级,这表征着镁合金的耐蚀性能得到提高.     

表面纳米化对AZ91D镁合金渗铝行为的影响

镁合金表面渗铝是提高耐蚀性的一种有效方法。本研究将表面纳米化作为渗铝的预处理过程。采用高能喷丸对AZ91D镁合金进行表面纳米化处理,然后进行真空铝扩散得到渗铝层。用透射电镜(TEM)和扫描电镜(SEM)观察了渗铝层的形貌。结果表明,在对AZ91D镁合金表面高能喷丸后获得了100 nm的晶粒尺寸。在高能喷丸之后,渗铝层的深度比未高能喷丸的渗铝层厚。在440℃下扩散12 h后,渗铝层的深度增加到70μm。采用电化学方法对AZ91D镁合金的耐腐蚀性能进行了表征。结果表明,渗铝层明显降低了AZ91D镁合金的腐蚀速率。因此,高能喷丸强化有利于镁合金表面渗铝,提高镁合金的耐蚀性。     

热浸渗稀土（La）铝钢在含H2S介质下的耐蚀性研究

研究了加稀土La对热浸渗铝钢渗层组织和含H2S水介质下耐蚀性的影响，结果表明，随着La含量的增加，渗层中富铝层增厚，其耐蚀性逐渐提高.添加0.8 mass %La的渗层的耐蚀性最好约为不加La的3倍.     

热浸镀铝钢合金层硬度

通过高温氧化试验研究了热浸镀铝钢合金层硬度的变化规律,借助电子探针和Ｘ－射线衍射仪对合金层的成分,形貌和氧化产物进行了分析。结果表明,合金层是由铝原子浓度不相同的３层组成,硅在合金层中形成Ｆｅ３Ｓｉ相,可以控制铝原子的热扩散,从而减缓了合金层硬度的降低速度。