16Mn钢锌-锰系磷化膜的制备及耐蚀性研究

单独添加钼酸钠、硝酸镧及两者复配调整锌-锰系磷化液成分,在16Mn钢表面制备4种不同磷化膜。用扫描电镜对磷化膜表面形貌和成分进行表征与分析,用测厚仪测量不同磷化膜厚度,将电化学与浸泡试验相结合对不同磷化膜的耐蚀性进行测试。结果表明:单独添加钼酸钠、硝酸镧及两者复配对磷化膜的化学成分无显著影响,但不同磷化膜表面形貌、厚度和耐蚀性差异明显。单独添加钼酸钠、硝酸镧可改善磷化膜致密性,使其厚度减少、耐蚀性提高。钼酸钠与硝酸镧复配制备的磷化膜表面更平整致密,厚度约为8.7μm,腐蚀电位正移到-501.2 mV,腐蚀电流密度降至8.46×10^-6A/cm²,极化电阻增至2.71×10³Ω·cm²,在NaCl溶液中浸泡相同时间腐蚀较轻,耐蚀性更好。     

硝酸镨对镁合金锌系磷化膜耐蚀性的影响

为提高AZ31B镁合金的耐蚀性,在其表面制备锌系磷化膜,研究硝酸镨浓度对磷化膜的形貌、成分、厚度和耐蚀性的影响.结果表明:随硝酸镨体积浓度从0增至70 mg/L,磷化膜的元素组成均为Zn、P、O,Pr未引入磷化膜,但结晶状态和平整性明显变化,厚度先增后降,导致磷化膜的耐蚀性先逐步提高后下降.硝酸镨浓度为50 mg/L制备的磷化膜厚度达10.2μm,表现出良好的耐蚀性,电荷转移电阻和对镁合金的保护效率最高,分别达5071.8Ω·cm2、79.8％,生锈区域面积较小且腐蚀后表面仍相对平整.     

氧化时间对铝合金酒石酸氧化膜性能的影响

为提高铝合金耐蚀性,用酒石酸阳极氧化工艺处理铝合金表面,研究氧化时间对酒石酸氧化膜厚度、微观形貌、物相、耐腐蚀性的影响.结果表明:随时间从25 min延长到65 min,氧化膜厚度从7.6μm增到15.3μm,平整度和致密性明显变化,孔隙率先降后升,耐腐蚀性先升后降.氧化膜的物相组成未随时间延长发生明显变化.适当延长时间使氧化膜增厚,平整度和致密性逐步改善,减缓了氧化膜腐蚀.氧化55 min时获得氧化膜较厚且相对平整致密,孔隙率最低,为12.7％,电荷转移电阻和阻抗模值均最大,分别达1.73×104、9.03×103Ω·cm2,腐蚀失质量最低,为0.74 g/m2.该氧化膜适合作表面改性层,能有效提高铝合金的耐腐蚀性.     

极间距对车用MAO层组织结构及耐蚀性的影响

在硅酸盐电解液体系中用不同极间距制备汽车用镁合金表面微弧氧化(MAO)层.对比不同极间距(40、120、200、280、360 mm)的涂层微观结构,设计电化学试验,分析极间距对涂层耐蚀性的影响.结果表明:将极间距增至200 mm,涂层表面平整,微孔较小,且均匀分布,缺陷数量低,致密度更高.MAO层由内部致密层与外部疏松层构成,致密层和基体结合层厚度较小.以不同极间距制备的涂层元素与物相成分基本一致.增大极间距后,涂层厚度降低,正面涂层厚度比反面大,在距离达到200 mm前,正反面涂层厚度相近.当距离达到200 mm时,腐蚀电流密度最小,涂层耐蚀性最优,涂层耐蚀能力可通过设定极间距调节.     

稀土-超声波耦合作用对轴套磷化膜性能的影响

在稀土-超声波耦合作用下对轴套磷化处理,以提高轴套表面耐蚀性,更好的满足应用要求。研究稀土-超声波耦合作用及稀土、超声波单独作用对轴套外观和磷化膜的微观形貌、厚度、物相结构和耐蚀性的影响。结果表明：稀土-超声波耦合作用及稀土、超声波单独作用对轴套外观和磷化膜的物相组成基本无影响,磷化处理后轴套呈深灰色,磷化膜物相组成都为Zn₃(PO₄)₂·4H₂O和Zn₂Fe(PO₄)₂·4H₂O。稀土-超声波耦合作用制备的磷化膜相对较厚,约为8.5μm,腐蚀失质量仅为2.8 g/(m²·h),频率为10^-2Hz处的阻抗值和最大相位角分别达7 770.5Ω·cm²、60.9°,耐蚀性明显好于稀土、超声波单独作用制备的磷化膜。原因归结为稀土-超声波耦合作用进一步提高形核密度,促进均匀成膜,磷化膜结构更致密,能更好的抵抗腐蚀介质侵蚀。     

27SiMn钢化学镀Ni-Ce-P和Ni-Cu-Ce-P性能对比研究

为改善采煤液压支架立柱的耐蚀和耐磨性能,以常用材料27SiMn钢为基体,制备了化学镀Ni-Ce-P和Ni-Cu-Ce-P镀层。利用SEM、XRD对镀层形貌和物相进行表征,对比分析两种镀层的硬度、耐磨及耐蚀性能。结果表明:相对于Ni-Ce-P镀层,Ni-Cu-Ce-P镀层表面更为平整和致密;各镀层结构均以非晶态为主;镀层试样的硬度和耐磨性均比基体有很大提高,Ni-Cu-Ce-P镀层耐磨性约为Ni-Ce-P镀层的2.3倍;经3.5%NaCl溶液腐蚀,两种镀层均出现了钝化现象,Ni-Cu-Ce-P的耐蚀性优于Ni-Ce-P镀层。     

氧化铈颗粒对铝合金阳极氧化膜性能的影响

在硫酸与酒石酸混合电解液中添加氧化铈颗粒,以2024铝合金作基体制备阳极氧化膜,研究氧化铈颗粒浓度对阳极氧化膜的微观形貌、表面成分、厚度、表面润湿性、耐蚀性能和硬度的影响。结果表明：随氧化铈颗粒浓度增加,阳极氧化膜的微观形貌和表面润湿性变化明显,孔隙率先降后升,导致耐蚀性能先逐步提高而后下降,硬度先增后减。氧化铈颗粒弥散分布既能均化电流分布使热量分散,抑制阳极氧化膜局部过度溶解,也参与成膜过程,可填充微孔,从而提高阳极氧化膜性能。氧化铈颗粒浓度为3 g/L制备的阳极氧化膜致密性良好且呈疏水状态,其孔隙率和腐蚀失质量最低,分别为12.4%、0.81 g/m²,电荷转移电阻最高,达5.35×10⁴Ω·cm²,硬度最大,达430.6HV。     

电力用铝合金超疏水耐腐蚀膜层的制备与表征

用草酸阳极氧化、氟钛酸铵封孔再经硬脂酸表面修饰,在2A12铝合金表面制备超疏水耐腐蚀膜层。表征其微观形貌、表面成分和物相组成,测试膜层表面润湿性及耐蚀性。结果表明:氟钛酸铵封孔过程中生成Ti(OH)4起填充孔洞,改善阳极氧化膜的致密性,疏水状态较好,耐蚀性提高。阳极氧化膜封孔后再经表面修饰未生成新物相,但形成微纳米粗糙结构,水滴接触角达150.8°,呈超疏水状,耐蚀性进一步提高。封孔-修饰后阳极氧化膜具有微纳米粗糙结构和较低表面能,减少了腐蚀接触面积并抑制腐蚀,显著提高2A12铝合金耐蚀性,在电气用铝合金腐蚀防护方面具有应用前景。     

6061铝合金自修复MAO膜的制备与腐蚀行为研究

用硅酸盐体系电解液在6061铝合金表面制备自修复微弧氧化膜。用SEM、EDS分析氧化膜表面形貌和元素分布;用X射线衍射仪研究氧化膜的相组成;用盐雾试验研究膜层的腐蚀行为。结果表明:随反应总时间延长,氧化膜厚度逐渐增大,硬度先增后减;XRD和EDS显示氧化膜致密部位和裂纹修复部位的物相组成相同,主要以Al₂O₃和SiO₂为主的莫来石相;盐雾试验和试样腐蚀后的微观形貌表明基体腐蚀最先出现在裂纹处,而非放电孔洞位置。氧化30 min,再在质量分数为5%的NaCl中性盐雾腐蚀306 h,试样表面无明显腐蚀。     

超声波辅助磷化对建筑结构钢耐蚀性的影响

为有效防止建筑结构钢锈蚀,对其进行锌-钙系磷化处理.为促进磷化反应进而提高锌-钙系磷化膜的形貌和耐蚀性,在磷化过程中引入超声波振动.研究超声波功率对磷化膜的形貌、膜重、成分和耐蚀性的影响.结果表明:超声波对磷化膜成分无显著影响,但随超声波功率从0提高到200 W,磷化膜形貌变化很大,表面粗糙度和膜重均先降后增,耐蚀性先明显提高后变差.当超声波功率为120 W时,磷化膜表面较平整致密,表面粗糙度最低,仅为0.28μm,膜重达最高值9.16 g/m2,且表现出良好的耐蚀性.说明适宜强度的超声波能改善磷化膜平整性和致密度,使膜重增加,耐蚀性明显改善,可有效防止建筑结构钢锈蚀.     

激光能量密度对激光熔覆NiCoCrAlY涂层组织与性能的影响

为探究激光熔覆过程中能量密度对NiCoCrAlY涂层组织与性能的影响,在304不锈钢表面制备了NiCoCrAlY涂层。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜分析了NiCoCrAlY涂层的相组成和微观组织。通过显微维氏硬度计和往复摩擦磨损试验机研究了NiCoCrAlY涂层的硬度和耐磨性能。结果表明：NiCoCrAlY涂层气孔数量随激光能量密度增大而减少,熔深和熔高随激光能量密度增大而增大,当激光能量密度为3.8 kJ/cm²时涂层稀释率最低,同时气孔数量较少。NiCoCrAlY涂层中包含γ/γ′相和β相,微观结构以柱状晶为主,随着激光能量密度的增大,β相含量升高,柱状晶变大。不同激光能量密度下NiCoCrAlY涂层硬度均高于基体,当激光能量密度为3.8 kJ/cm²时 涂层硬度最高,为301 HV_0.2. 在往复摩擦磨损实验中,当激光能量密度为3.8 kJ/cm²时 NiCoCrAlY涂层摩擦系数最小为0.46,磨损体积最少为0.235 9 mm³,磨损机理主要为磨粒磨损,耐磨性能最好。     

蒸镀Al和Al-Mn薄膜的组织与耐蚀性研究

利用真空蒸镀技术在碳钢基体上制备出纯Al和Al-Mn合金薄膜,并对不同厚度、蒸发速率下Al和Al-Mn薄膜的表面形貌、结构、结合力和耐蚀性进行了研究。结果表明:纯Al和Al-Mn合金薄膜表面光滑均匀;铝薄膜在3.5%NaCl溶液中的耐蚀性随膜层厚度和蒸发速率的增加而升高;薄膜与基体的结合力随薄膜厚度的增加缓慢下降,但结合力均高于60N。退火处理使铝薄膜的粗糙度增大,但薄膜与基体的结合力基本保持不变。Al-Mn合金薄膜中的Mn以Al-Mn固溶体形式存在,其耐蚀性明显优于相同厚度下的纯铝薄膜。     

热轧后中间退火对5059铝合金耐蚀性能的影响

为了研究中间退火对舰船用5059铝合金耐蚀性的影响,通过400 ℃/2 h中间退火和57%变形量的冷轧获得了不同5059铝合金板材,分别为热轧板、热轧退火板、直接冷轧板和退火冷轧板。分析了4种不同板材微观组织,并按照美国ASTM G67-2013标准分析了不同板材的耐蚀性。结果表明：400 ℃/2 h退火后,热轧板材内发生部分再结晶,耐蚀性提高,单位面积质量损失由热轧后的8.9 mg/cm²降至3.1 mg/cm²,L-S面的最大腐蚀深度由热轧试样的70 μm降至6 μm;热轧和400 ℃/2 h退火试样经57%变形量的冷轧变形后耐蚀性存在明显差异,单位面积质量损失分别为9.5 mg/cm²和17.3 mg/cm²,L-S面的最大腐蚀深度分别为45 μm和65 μm;热轧板经过400 ℃/2 h退 火后L-T面和T-S面由热轧后的剥落腐蚀形貌转变为点蚀形貌,L-S面则由热轧后的沟壑状腐蚀形貌转变为点蚀形貌。     

三元复合驱溶液组分对P110钢腐蚀电化学性能的影响

采用电化学工作站测试P110油管钢在强碱(NaOH)三元复合驱(ASP)溶液中的腐蚀电化学行为,研究ASP中不同组分、不同含量对P110钢腐蚀行为的影响,用扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)对P110钢在ASP溶液中静态浸泡后的腐蚀形貌进行分析。结果表明,在实验条件下,P110钢在ASP、AS、A、AP溶液中,腐蚀速率依次增大。在实验浓度内,P110钢在强碱ASP溶液中钢表面形成保护性良好的钝化膜,耐蚀性随碱含量的增加而增加。加入表面活性剂起到抑制P110钢腐蚀的作用,且抑制作用随加入量增加而增强。加入聚丙烯酰胺后,耐蚀性随浓度的增加呈现先增加后下降趋势。经80℃在ASP溶液中静态浸泡20 d后,P110钢主要发生均匀腐蚀,腐蚀产物主要为Fe(OH)3、FeCO3、Fe2O3。     

镁合金表面喷涂316L涂层性能研究

用大气等离子喷涂(APS),超音速火焰喷涂(HVOF)和冷喷涂(CS)在镁合金表面制备316L涂层。用SEM及X射线衍射仪分析原始粉末及涂层的形貌和显微组织,用摩擦磨损试验机和电化学试验机考察涂层的摩擦磨损及耐蚀性。结果表明:3种工艺制备的涂层耐磨性和耐蚀性均优于镁合金基体,CS涂层具有最高的硬度及最优异的耐蚀性,但磨损率略高于APS涂层,CS涂层的整体性能更好,对镁合金等轻质合金表面强化的潜力更大。     

压气轮机叶轮耐磨腐蚀涂层研究

用多弧离子镀技术，在坦克压气机叶轮材料LY12铝合金基体上沉积TiN涂层和TiAIN涂层。用金相显微镜和X射线衍射仪对涂层表面形貌和物相进行了分析。X射线衍射表明TiAIN涂层中的主要相TiN是以(111)晶面生长，而TiN涂层的晶体主要以(220)晶面生长，以密排面(111)为主的TiAIN涂层要比非密排面(220)为主的TiN涂层更致密。经过浸泡腐蚀实验证明，表面沉积有TiAIN涂层的试件抗腐蚀性能明显优于原LY12铝合金和沉积TiN涂层的试件。     

铸铁件的镍-磷合金化学镀工艺及性能研究

对铸铁件进行镍-磷化学镀以提高其耐蚀性能。对镀层的成分分布、表面形貌、镀层硬度及硬度随回火温度的变化、镀层与基体的结合强度及镀层的耐蚀性进行了研究。结果表明:镀层磷含量为6%～8%,属中磷镀层;镀后,试样表面硬度得到大的提高,热处理可进一步提高表面硬度。镀层均匀、致密、孔隙率低且与基体结合牢固;划痕试验中当施加的法向力超过60N时,涂层与基体间才有裂纹产生:电化学极化试验结果表明,化学镀后,铸铁的抗腐蚀能力获得很大的提高,腐蚀率从6.337E-2mm/a减少到1.914E-2mm/a。