不锈钢表层对空化与电化学腐蚀交互作用的纳米力学响应

采用纳米压入测试技术,研究了阳极极化对空化作用下奥氏体不锈钢表层力学性能(纳米硬度H_nano和纳米弹性模量E_nano)的影响,并结合失重法与腐蚀形貌分析,探讨了阳极极化对空泡腐蚀过程中协同效应机制的作用.同时,将表层平均纳米硬度与平均纳米弹性模量的比值定义为表层综合力学性能参数（H/E）_nano.结果表明,在不同的阳极极化条件下,空泡腐蚀试样表层纳米硬度、弹性模量和表层综合纳米力学参数的演化规律存在很大差异.随着阳极极化电流增大,表层纳米硬度和表层综合纳米力学参数逐渐减小,表层纳米弹性模量逐渐增大.在空化作用下,当阳极极化处于钝化区时,其协同效应主要为空泡磨损起作用;当阳极极化处于钝化开始向过钝化状态转变时,其协同效应机制为腐蚀引起的磨损过程控制;一旦处于过钝化区,其协同效应则主要为磨损引起的腐蚀过程控制.奥氏体不锈钢表层纳米硬度是决定耐空泡腐蚀性能的关键因素.在空化与电化学腐蚀的交互作用过程中,随着电化学腐蚀增大,腐蚀引起的磨损失重量增大,即非Faraday失重增大,腐蚀表面也因此呈现坑、点、沟槽状的形貌特征.     

空化作用下奥氏体不锈钢空泡腐蚀的过程与AFM形貌

在研究奥氏体不锈钢的空泡腐蚀规律和SEM形貌的基础上,采用原子力显微镜(AFM)观察奥氏体不锈钢空泡腐蚀过程中的形貌变化,并利用电化学极化技术进一步验证.结果表明:AFM腐蚀形貌并非呈塑性断口特征,而是晶界优先腐蚀、晶粒凸显且受到明显磨损与腐蚀的形态.电化学极化研究进一步验证在空化作用下不锈钢表面的钝化膜由局部被冲蚀逐...     

空泡腐蚀后304不锈钢表面的微观组织和力学性能研究

以304不锈钢为对象,研究空泡腐蚀后不锈钢表面微观组织与力学性能。结果表明,空泡腐蚀1 h后,表层的硬度和弹性模量均较空白试样有所升高,且随阳极极化电位的变化而变化。     

超声冲击处理S30408不锈钢的微观组织演变与电化学性能

通过超声冲击处理(UIT)方法在S30408奥氏体不锈钢表面构筑梯度纳米结构,通过XRD、硬度测试、光学显微镜、扫描电镜和电化学测试等方法研究了超声冲击时间对试验钢表层纳米微观结构和耐腐蚀性能的影响。结果表明,超声冲击处理后在材料表层产生了一定深度的硬化层,同时引入了残余压应力,且残余压应力和硬度均随着超声冲击时间的增加而增加,在超声冲击时间为300 s时分别达到最大值740.12 MPa和82.22 HRB。超声冲击处理后试样表层观察到呈梯度变化的微观结构,可分为纳米层、剧烈塑性变形层和基体。超声冲击使表层晶粒得到细化,并引发了马氏体转变,超声冲击时间为300 s时的晶粒尺寸最小,马氏体转变量最大,分别为14.82 nm和39.80%。超声冲击处理对S30408不锈钢耐蚀性能的影响是晶粒尺寸、残余应力、马氏体相变含量、表面缺陷等因素共同作用的结果,超声冲击时间为180 s时试样的耐蚀性最好,自腐蚀电流密度为1.22 μA/cm²。     

表面纳米化对304不锈钢/CrN薄膜力学性能的影响

表面纳米化可以显著改善金属材料的表面力学性能,并促进氮、铬等原子的热扩散,文中尝试采用表面纳米化技术改善金属基体/硬质薄膜的力学性能.对304不锈钢采用表面机械研磨处理获得纳米晶粒表层,采用多弧离子镀镀方法在表面纳米化和粗晶粒的304不锈钢基体上沉积CrN薄膜.对两种膜基体系采用X射线衍射、显微硬度测试、压入法和划痕法膜基结合性能评价.结果表明,表面纳米化影响了CrN膜层的组织结构,明显提高了膜基体系的硬度和承载能力,还改善了膜层的韧性,膜基结合性能也得到提高.     

双相不锈钢空蚀表面TEM研究

对双相不锈钢空泡腐蚀试样进行单侧电解减薄,用透射电镜研究了表面组织。结果表明,双相不锈铜表面存在非晶层、铁素体纳米晶、面心立方和渗碳体纳米晶;非晶层内存在大量球形泡,泡内部主要为非晶态,泡壁主要为铁素体晶体。此外．空泡溃灭产生的瞬时温唐高达750K以上。     

化学镀Ni-P电镀Ni-Co-Mn复合层力学及耐热腐蚀性能研究

通过先化学镀后电镀的方法制得“基材-化学镀Ni-P层-电镀Ni-Co-Mn层”的复合层,采用金相观测、纳米压痕、纳米划痕、SEM、EDS等方法研究了镀层的力学性能及耐热腐蚀性能。结果表明,复合层的弹性模量与纳米硬度与电镀层相近,比单一化学镀层略低;复合层与基材结合得较好,复合层中两种镀层亦结合得较好,结合力超出纳米划痕的最大测量值28N,比单一电镀层与基材的结合力大;化学镀层与电镀层的组织致密度较高,耐热腐蚀性及抗氧化性较好,且化学镀层稍优于电镀层;先化学镀后电镀的工艺比单一电镀的结合牢固,比单一化学镀的镀层生长速率要快,且热腐蚀后与基材的结合力提升很多。     

L80钢在CO2/H2S腐蚀环境中的力学特性

目的：研究L80钢在CO2/H2S环境中的力学特性。方法利用微机控制慢应变速率拉伸试验机,对特定腐蚀条件下的L80钢试样进行拉伸实验,分析各因素对L80钢力学特性的影响变化规律。结果在CO2/H2S环境中,随着含水率的增加,L80钢的屈服强度、抗拉强度、延伸率均下降,L80钢拉伸曲线出现劣化。随预拉应力的增大,L80钢的屈服强度变化不明显,而抗拉强度和延伸率降低,当预拉应力超过0.8σs时,L80钢的腐蚀速率显著增加,表现出较强的应力腐蚀敏感性;随着H2S分压的增加, L80钢的力学性能发生劣化,表现出氢脆敏感性,而受CO2分压的影响不明显;温度升高导致L80钢的拉伸曲线出现了轻度劣化,延伸率和屈服区宽度小幅降低,但抗拉强度变化不大。结论 L80钢在CO2/H2S环境中的力学特性受温度、CO2分压影响程度小。含水率和预拉应力的增大降低了L80钢的力学韧性,预拉应力的存在使L80腐蚀速率加快,缩短了耐腐蚀寿命。L80钢的力学性能对于H2S分压较对CO2分压更为敏感,试样的断裂是机械拉力和应力腐蚀共同作用的结果。     

双相不锈钢的磨损腐蚀与空泡腐蚀研究进展

介绍了双相不锈钢在流动介质中的磨损腐蚀和空泡腐蚀的研究状况和它的腐蚀机理,分析了当前在这方面研究的成果和进展,认为需要进一步研究二者的交互作用以及腐蚀过程中化学腐蚀与力学损伤的交互作用。     

经济型双相不锈钢的离子氮化及其组织结构和腐蚀磨损性能

经济型双相不锈钢以其低廉价格、良好的力学及耐蚀性能的综合优势受到重视,但其硬度低,抗磨性能较差,限制了该合金的广泛应用。对LDX2101经济型双相不锈钢在390℃到480℃温度区间和25%N2+75%H2气氛中离子氮化10h,研究了氮化改性层的组织结构、机械性能、耐蚀性以及干摩擦和腐蚀磨损性能。结果表明,离子氮化后可在LDX2101表面形成一层具有一定硬度的致密氮化层,氮化层厚度随处理温度升高由5μm增加到28μm。表面原奥氏体和铁素体晶粒氮化后分别转化为S相(γN)和针状ε相镶嵌其中的氮在铁素体中的过饱和相αN。氮化后LDX2101的表面硬度最高可提高4倍以上,干摩擦条件下的磨损量可降低3个数量级以上。干摩擦条件下氮化层的耐磨性取决于氮化层硬度和厚度,而在腐蚀介质中的磨损性能与氮化层耐蚀性相关。研究证明只有低温离子氮化(≤420℃)可提高LDX2101的腐蚀磨损性能。     

The wear and corrosion properties of stainless steel nitrided by low-pressure plasma-arc source ion nitriding at low temperatures

Low pressure plasma arc discharge-assisted nitriding of AISI 304 austenitic stainless steel is a process that produces surface layers with useful properties such as a high surface hardness of approximately 1500 Hv_0.1 and a high resistance to frictional wear and corrosion. The phase composition, the thickness, the microstructure and the surface topography of the nitrided layer, as well as its properties, depend essentially on the process parameters. Among them, the processing temperature is the most important factor for forming a hard layer with good wear and corrosion resistance. Nitriding austenitic stainless steel at approximately 420°C for 70 min can produce a thin layer of 7–8 μm with very high hardness and good corrosion resistance on the surface. The microstructure was studied by optical microscopy and both glancing angle and conventional Bragg–Brentano (θ–2θ) symmetric geometry X-ray diffraction (XRD). The formation of expanded austenite was observed. Measurements of the wear depths indicated that the wear resistance of austenitic stainless steel can be improved greatly by nitriding at approximately 420°C using low-pressure plasma-arc source ion nitriding.     

SUS201奥氏体不锈钢表面低温盐浴硬化处理

为了提高奥氏体不锈钢的表面硬度,在不降低不锈钢耐蚀性的前提下,采用盐浴氮碳共渗技术对SUS 201奥氏体不锈钢表面进行低温硬化处理,对不同处理温度和处理时间下硬化层的组织和性能进行研究.结果表明,处理温度和处理时间对硬化层的组织结构和性能都有很大的影响,只有在正确的工艺条件下,才能获得无氮(碳)化合物析出的硬化层,表面硬度可达1000HV0.025以上,而且还能提高不锈钢表面的耐蚀性能.     

亚稳奥氏体金属抗空蚀性能及其主要控制因素

用旋转圆盘实验机对5种亚稳奥氏体金属的抗空蚀性能和水轮机叶片用0Cr13Ni5Mo不锈钢进行了对比研究。结果表明，2种应力诱发马氏体Fe-Mn-Si-Cr形状记忆合金的抗空蚀性能远高于3种应变诱发马氏体相变奥氏体不锈钢和0Cr13Ni5Mo不锈钢。高的局域弹性性质he是Fe-Mn-Si-Cr形状记忆合金具有高抗空蚀性能的主要原因。he是影响亚稳奥氏体金属抗空蚀性能的首要控制因素，空蚀诱发马氏体耗散能量，空蚀表层硬度及加工硬化能力是影响亚稳奥氏体金属抗空蚀性能的第二控制因素。     

表面镀镍层对904L在氢氟酸溶液中耐蚀性的影响

采用电化学测试、质量损失分析等方法研究了化学镀镍处理对904L奥氏体不锈钢在氢氟酸中腐蚀行为的影响,并利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)对904L不锈钢表面腐蚀形貌进行分析。结果表明:酸性化学镀镍使904L奥氏体不锈钢表面获得了一层分布不均的珊瑚状镀镍层,与原始904L奥氏体不锈钢相比,含镀镍层904L奥氏体不锈钢耐蚀性得到了提高。低浓度的氢氟酸溶液中,镀镍层904L表面可以迅速产生致密的氟化镍沉积层,避免904L表面贫铬区遭受晶间腐蚀。     

Corrosion resistance properties of glow-discharge nitrided AISI 316L austenitic stainless steel in NaCl solutions

Glow-discharge nitriding treatments can modify the hardness and the corrosion resistance properties of austenitic stainless steels. The modified layer characteristics mainly depend on the treatment temperature. In the present paper the results relative to glow-discharge nitriding treatments carried out on AISI 316L austenitic stainless steel samples at temperatures ranging from 673 to 773 K are reported. Treated and untreated samples were characterized by means of microstructural and morphological analysis, surface microhardness measurements and corrosion tests in NaCl solutions. The electrochemical characterization was carried out by means of linear polarizations, free corrosion potential-time curves and prolonged crevice corrosion tests. Nitriding treatments performed at higher temperatures (>723 K) can largely increase the surface hardness of AISI 316L stainless steel samples, but decrease the corrosion resistance properties due to the CrN precipitation. Nevertheless nitriding treatments performed at lower temperatures (?723 K) avoid a large CrN precipitation and allow to produce modified layers essentially composed by a nitrogen super-saturated austenitic metastable phase (S-phase) that shows high hardness and very high pitting and crevice corrosion resistance; at the same polarization potentials the anodic current density values are reduced up to three orders of magnitude in comparison with untreated samples and no crevice corrosion event can be detected after 60 days of immersion in 10% NaCl solution at 328 K.     

等离子体冶炼的N─Cr─Mn钢的耐腐蚀性能

用等离子氮弧冶炼不同氮含量的铬锰不锈钢,其耐腐蚀性能用动电位扫描、电化学阻抗等方法测试,并与1Cr18Ni9不锈钢作比较,结合显微组织分析耐蚀原因。实验结果表明含氮钢的耐蚀性普遍好于1Cr18Ni9不锈钢。随钢中含氮量增加,奥氏体组织扩大,耐腐蚀性能提高。当含氮量达0.74%时形成完全的奥氏体相。经阳极极化后,含氮钢表面的腐蚀层中奥氏体相比原基体的扩大,膜致密,耐腐蚀性能远远高于原基体。     

Corrosion behaviour of carbon S-phase created on Ni-free biomedical stainless steel

Following the success of forming a carbon S-phase (expanded austenite) surface layer on medical grade Ni-free austenitic stainless steel by DC plasma carburising, the established commercial carburising process Kolsterising® was performed on both Ni-containing (AISI 304) and Ni-free austenitic stainless steels. While the Ni-containing stainless steel responded very well to Kolsterising®, the Ni-free alloy did not. The carbon absorption and the hardness of the Kolsterised® Ni-free alloy are inferior to Kolsterised® AISI 304 Ni-containing stainless steel, however, the hardness of the untreated Ni-free alloy was doubled by Kolsterising®. The response of both Kolsterised® Ni-free and Ni-containing alloys to pitting, crevice corrosion and intergranular corrosion resistance was similar. From this work it can be concluded that the Kolsterised® austenitic stainless steels do not suffer from intergranular corrosion but are susceptible to intragranular pitting when tested in boiling sulphuric acid and copper sulphate solution. It was also observed that Kolsterising® improves significantly the pitting and crevice corrosion resistance of the alloys used in this study.     

AISI 201奥氏体不锈钢低温离子渗碳

利用低温等离子体辉光放电技术对AISI 201奥氏体不锈钢进行低温离子渗碳(DCPC)处理,处理后的不锈钢表面可以形成一层无碳化铬析出的碳的过饱和固溶体(SC相)。由于渗入钢中的过饱和碳原子引起奥氏体晶格发生畸变,结果使渗层的硬度和耐蚀性都有较大幅度的提高。     

1Cr18Mn14N双相不锈钢在腐蚀介质中的抗空蚀性能

利用磁致伸缩空蚀实验机研究了1Cr18Mn14N双相不锈钢在3%NaCl和05 mol/L HCl溶液中的空蚀行为.结果表明：在3%NaCl溶液中，低硬度的Cr18Mn14N双相不锈钢的抗空蚀性能优于高硬度的水轮机常规用材0Cr13Ni5Mo.1Cr18Mn14N双相不锈钢的空蚀破坏首先在铁素体相发生，铁素体相的失效方式为脆性失效，而奥氏体相是延性失效.奥氏体相区由滑移和孪生引起的塑性变形耗散了空泡溃灭产生的冲击能量，从而提高1Cr18Mn14N双相不锈钢的抗空蚀性能.在05 mol/L HCl溶液中，1Cr18Mn14N的抗空蚀性能不如0Cr13Ni5Mo，结果与3%NaCl溶液中的正好相反，这是由于阳极溶解和氢共同作用的结果.     

304奥氏体不锈钢氮离子注入层的组织与性能研究

对具有抗磁性的304奥氏体不锈钢进行离子渗氮处理,以提高其硬度和耐磨性.研究了奥氏体不锈钢渗氮前后的金相组织、显微硬度、耐磨性和耐腐蚀性等,并与常用高硬度、高耐磨性GCr15钢进行了对比.结果表明:304奥氏体不锈钢通过一定时间的离子渗氮后,依然具有很好的抗磁性能,且表层硬度约为基体硬度的6倍,耐磨性能大大提高,其性能...