等离子喷涂工艺对锅炉管束用Fe 基非晶涂层组织结构和耐蚀性能的影响

目的研究等离子喷涂功率和喷涂时间对锅炉管束用Fe基非晶涂层的相组成、微观组织结构及涂层耐蚀性能的影响。方法通过X射线衍射、扫描电子显微镜和三电极电化学研究进行分析。结果涂层主要由非晶相组成,表面较为平整致密;随着喷涂功率和喷涂时间的增加,涂层非晶相含量降低,孔隙率降低,致密性升高。非晶涂层在0.5mol/L H2SO4溶液和在3.5%(质量分数)NaCl溶液中均表现出良好的钝化作用,在0.5mol/L H2SO4溶液中钝化区较宽,在3.5%NaCl溶液中自腐蚀电流密度较低。随喷涂功率和时间的增加,阳极极化曲线钝化区加宽,电流密度降低。结论喷涂功率升高会导致涂层孔隙率下降,喷涂时间增加则致使涂层厚度增加,腐蚀介质渗透到基体的表面路径和阻力增加,从而可以进一步改善Fe基非晶涂层的耐蚀性能。     

等离子喷涂制备锅炉管束用非晶涂层及耐蚀性研究

采用等离子喷涂技术,在锅炉管束受热面设计制备Fe基非晶涂层,研究涂层的表面截面微观形貌,并进行腐蚀试验。结果表明:采用等离子喷涂技术在锅炉管束受热面制备的Fe基非晶涂层孔隙率较低;经盐雾试验1000 h以上无明显腐蚀特征;在353 K的1 mol/L H2SO4溶液电化学测试表现出较宽的钝化区和较高的腐蚀电位,表明该非晶涂层具有较好的耐蚀性。     

铁基非晶合金和13Cr不锈钢在超临界CO2环境的腐蚀行为

非晶合金由于其独特的结构、优异的耐磨耐蚀性能在海洋及CO₂地质封存领域展现出广阔的应用前景,有望成为超临界CO₂环境下钢构件的耐蚀涂层材料,但关于非晶合金在该环境下的腐蚀行为鲜有报道。利用高温高压反应釜对SAM2X5铁基非晶合金与13Cr马氏体不锈钢在温度80℃,压力10 MPa的模拟环境下进行腐蚀行为对比研究。通过XRD、DSC、CLSM、SEM、XPS以及电化学Mott-Schottky测试等方法对两种材料的微观结构、腐蚀形貌以及表面膜成分及结构进行表征与分析。研究结果表明：在高温高压的超临界CO₂环境下进行168 h腐蚀试验后,13Cr不锈钢表面发生严重的点蚀,而铁基非晶合金表面无点蚀发生;非晶合金表面膜除Fe和Cr外,富含大量的Si元素,会促进形成稳定致密的钝化膜;13Cr不锈钢表面膜为p型半导体,非晶合金表面膜为n型半导体,13Cr不锈钢钝化膜载流子密度远高于铁基非晶合金。证实了在该环境下铁基非晶合金的耐蚀性能远优于13Cr不锈钢。     

Zr55Al10Cu30Ni5非晶合金在NaOH溶液中的腐蚀行为

利用极化曲线方法、电化学阻抗技术和扫描电子显微镜研究了非晶合金Zr55Al10Cu30Ni5在NaOH溶液中的腐蚀行为。极化曲线测试表明，非晶合金Zr55Al10Cu30Ni5在NaOH溶液中具有很好的耐蚀性能，阴极过程由电化学反应所控制，而阳极过程表现出钝化特征，在所研究的浓度范围内，钝化电流密度非常低，为1μA／cm^2～2μA／cm^2。电化学阻抗测试表明，电荷转移电阻随浓度的增大而增大，而后又有所降低。在阴极极化、开路电位和钝化电位下，非晶合金的Nyquist图由单容抗弧构成，具有很高的电荷转移电阻，表现出优良的耐蚀性。SEM和EDAX表明非晶合金在NaOH溶液中腐蚀轻微，各合金元素的溶解程度不同，腐蚀后表面出现了少量的氧元素。     

新型块体非晶合金Cu43Zr43Al7Pd7的形成能力及力学性能和腐蚀性能研究

利用铜模吸铸法成功制备了直径达5mm的新型块体非晶合金Cu43Zr43A17Pd7.利用XRD,DSC,DTA研究了该台金的非晶形成能力(GFA)和热稳定性.结果表明,Cu43Zr43A17Pd7表现出较好的非晶形成能力,表征非晶形成能力的参数Trg和分别为0.61和0.417,过冷液相区△Tx达75K.单轴压缩实验和SEM断口观察表明,该合金具有良好的力学性能,材料压缩断裂应变量和断裂强度分别达到4.9%和1876MPa.利用动电位极化研究了该非晶合金在1mol/L H2SO4和3%NaCl溶液中的电化学腐蚀行为.结果表明,非晶合金在这两种腐蚀介质中均存在自钝化现象,并形成较宽的稳定钝化区,钝化嚣电流密度在10-6-10-5 A/cm2间,远低于Cr18-Ni8不锈钢,表现出良好的耐蚀性能.     

超音速火焰喷涂制备Fe基非晶涂层的组织结构及耐蚀性

采用超音速火焰喷涂技术,在锅炉管束受热面制备Fe基非晶涂层,研究涂层的表面、截面微观形貌,并进行电化学腐蚀测试。结果表明:采用超音速火焰喷涂技术在锅炉管束受热面制备了Fe基非晶涂层,涂层孔隙率为2%,涂层显微硬度为832.4 HV;在1 mol/L H2SO4溶液电化学测试表现出较宽的钝化区和较高的自腐蚀电位,表明该非晶涂层具有较好的耐蚀性。     

单相和双相不锈钢纳米涂层的电化学腐蚀行为

用磁控溅射技术在玻璃基体上制备由两种相组成(单相和双相)的不锈钢纳米涂层,利用动电位极化､交流阻抗技术及扫描电子显微镜研究两种不锈钢纳米涂层在0.25 mol/L Na2SO4 + 0.05 mol/L H2SO4 和 0.5 mol/L NaCl + 0.05 mol/L H2SO4溶液中的电化学腐蚀行为,观察相组成对纳米不锈钢涂层耐蚀性能的影响｡结果表明,与不锈钢单相涂层相比,不锈钢双相纳米涂层具有较差的抗局部腐蚀能力,其钝化膜的载流子密度远远大于不锈钢单相钝化膜的载流子密度,使得钝化膜的离子传输能力大大增强,从而降低了钝化膜的稳定性｡     

Zr基和Ti基块体非晶合金的电化学腐蚀性能(英文)

用电化学方法研究Ti基和Zr基非晶合金及与非晶成分相同的Zr基晶态合金在1mol/LH2SO4和3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为。极化曲线测试结果表明:在H2SO4溶液中,Zr基非晶和晶态合金自腐蚀电位比Ti基非晶合金的低;在NaCl溶液中,Zr基晶态合金的自腐蚀电位最低,而且在腐蚀过程中没有发生钝化,然而非晶合金都表现出钝化特性。交流阻抗测试结果表明:在NaCl溶液中非晶合金比晶态合金表现出更好的耐腐蚀性能,但是在H2SO4溶液中并没看到它们之间有明显的区别。表面形貌分析表明:在NaCl溶液中,这2种非晶合金都发生点蚀,而在H2SO4溶液中所有试验合金都表现出类似的特征,试样表面基本保持平整,只是在腐蚀表面的局部区域有一些裂纹出现。     

Fe41Co7Cr15Mo14C15B6Y2块体非晶合金在HCl溶液中的腐蚀行为

采用电化学极化曲线和电化学阻抗(EIS)测试方法研究Fe_(41)Co_7Cr_(15)Mo_(14)C_(15)B_6Y_2块体非晶合金在0.5,1,2以及4 mol/L HCl溶液中的腐蚀行为,并比较了1 mol/L HCl溶液中非晶合金和不锈钢的腐蚀行为.极化曲线测试结果表明,Fe_(41)Co_7Cr_(15)Mo_(14)C_(15)B_6Y_2块体非晶合金在各种浓度的HCl溶液中都具有很好的耐蚀性,阳极极化曲线表现出明显的钝化特征.随着HCl溶液浓度的增大,其耐蚀性能逐渐下降.在1 mol/L HCl溶液中,非晶合金的自腐蚀电位高于不锈钢,自腐蚀电流密度比不锈钢小1个数量级.EIS结果显示,在开路电位下,Fe_(41)Co_7Cr_(15)Mo_(14)C_(15)B_6Y_2非晶合金和不锈钢的Nyquist图均由单一的容抗弧构成,但非晶合金的电化学转移电阻Rt比不锈钢的大2个数量级,这一结果与极化曲线结果一致,说明非晶合金在HCl溶液中的耐蚀性能优于不锈钢.     

煤油流量对HVOF铁基非晶涂层组织与性能的影响

以工业原材料制备的FeCoCrMoCBY非晶粉末为喷涂材料,采用超音速火焰喷涂(HVOF)制备铁基非晶合金涂层。通过X射线衍射仪(XRD)、差示扫描热仪(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)、维氏显微硬度计等测试方法,探讨煤油流量对涂层显微组织、微观结构及显微硬度的影响,并分析涂层与316 L不锈钢在1 mol/L HCl溶液中的动态极化特征。结果表明:涂层与基体结合良好,呈现典型的层状结构,非晶含量高,表现出比316 L不锈钢更高的耐腐蚀性能。其它参数一定时,煤油流量越高,涂层致密度越高,非晶含量先增多后减少,显微硬度先增大后减小;当氧气流量为50 m~3/L,煤油流量为26 L/h时,涂层非晶含量最高,为99.4%,孔隙率为1.51%,自腐蚀电流密度低,为5.62×10~(-6) A/cm~2,自腐蚀电位为-0.36 V,耐腐蚀性能表现最佳。     

Microstructures and properties of Fe-Co-B-Si-Nb coating prepared by laser cladding and remelting

High power laser cladding of [(Fe0.5Co0.5)0.75B0.2Si0.05] 95.7 Nb4.3 powder mixture afier-remelting was performed to fabricate Fe-based metallic glass coating on the surface of steel of China Classification Society:Grade B (CCS-B).Scanning electron microscopy (SEM),X-ray diffraction (XRD),transmission electron microscopy (TEM)with energy dispersive spectrometer (EDS),Vickers hardness tester and corrosion resistance tester were employed to characterize microstructures and evaluate properties of this coating.According to the results of SEM ,XRD and TEM ,the cladding coating consisted of nanocrystalline embedded in amorphous phase.EDS data indicated that Nb segregated in the amorphous matrix.The results of hardness test revealed that the hardness of the top layer was higher than that of the inner layer of the coating.The coating exhibited excellent corrosion resistance in a 3.5% NaCl solution.     

电镀电流密度对铝锰合金镀层耐蚀性的影响

目的提高钢铁材料的耐腐蚀性能。方法采用添加了质量分数1.0%MnCl2作为锰源的Al Cl3-NaCl-KCl熔盐体系,在电流密度分别为13.3、26.7、48.0、50.0、55.6 m A/cm~2的条件下在Q235钢表面进行电镀,测试了该熔盐体系中电镀过程的循环伏安曲线。采用X射线衍射仪(XRD)、电子能谱仪(EDS)与扫描电子显微镜(SEM)对镀层表面与横剖面进行检测,并在1.0 mol/L NaCl溶液中,用电化学工作站对镀层进行了动电位极化曲线测试。结果电镀过程中Al与Mn存在共沉积现象,不同电镀电流密度条件下得到的Al-Mn合金镀层均为非晶态,镀层的剖面分析表明镀层均匀、界线清晰,成分为Al与Mn两种金属。电流密度较小时镀层平整光滑,达到48.0 m A/cm~2时,镀层中开始有胞状物质形成,且随电流密度的增大变得显著。平衡电位、线性极化电阻与腐蚀电流密度均随电镀电流密度先增大后减小,并且在电流密度为48.0m A/cm~2时达到最小腐蚀电流密度与最大线性极化电阻。结论 Al-Mn合金镀层为非晶态,电镀电流密度为48.0 m A/cm~2得到的镀层在1.0 mol/L NaCl溶液中具有较好的耐腐蚀性。     

热喷涂Fe基非晶涂层耐腐蚀性与孔隙率研究进展

热喷涂Fe基非晶合金涂层的综合性能优异,特别是在耐磨、耐腐蚀方面具有传统晶体材料无可比拟的优势,因而广泛应用于材料表面的防护领域。然而热喷涂涂层为典型的层状结构,涂层内部会存在一定量的孔隙,致使涂层耐腐蚀性能下降。首先介绍了热喷涂Fe基非晶涂层的腐蚀机理及其影响因素,总结了热喷涂涂层孔隙产生的机制、分类和影响因素。接着重点介绍了孔隙与热喷涂Fe基非晶涂层耐腐蚀性之间关系的研究进展。最后,通过对热喷涂涂层的形成过程与孔隙形成机理进行分析,粒子铺展变形能力差是显著影响涂层形成时粒子相互嵌套叠加和变形能力的主要原因。所以,Fe基非晶涂层可以从改变喷涂粉末成分和粒度、第二项粒子加入及喷涂工艺参数优化等措施,来改善粒子铺展变形能力,提高致密度。采用激光快速表面重熔技术对涂层微表层进行快速重熔处理,同样可以达到降低涂层孔隙率、提高涂层耐腐蚀性的目的。     

Tribocorrosion Behavior of Fe-Based Amorphous Composite Coating Reinforced by Al<Subscript>2</Subscript>O<Subscript>3</Subscript> in 3.5% NaCl Solution

Although corrosion and friction/wear behavior of Fe-based amorphous coatings and their composites has been extensively studied during the past decade, there is very limited work related to tribocorrosion behavior. In this paper, the tribocorrosion behavior of a Fe-based amorphous composite coating reinforced with 20 wt.% Al₂O₃ particles was investigated in a 3.5% NaCl solution on a ball-on-disk tester and was compared to the monolithic amorphous coating and 316L stainless steel (SS). The results showed that the amorphous composite coating exhibited the highest tribocorrosion resistance among the three materials tested, as evidenced by the lowest coefficient of friction (~0.3) and tribocorrosion wear rate (~1.2 × 10^?5 mm³/N·m). In addition, potentiodynamic polarization measurements before and during tribocorrosion testing demonstrated that corrosion resistance of the amorphous composite coating was not influenced so much by mechanical loading compared to the amorphous coating and the 316L SS. Observations on the worn surface revealed a corrosion-wear- and oxidational-wear-dominated tribocorrosion mechanism for the composite coatings. The excellent tribocorrosion resistance of the composite coating results from the effect of chemically stable Al₂O₃ phase which resists oxidation and delamination during sliding, along with poor wettability with corrosive NaCl droplets.     

铁基非晶增强碳化钨涂层的微观结构与性能

采用超音速火焰喷涂技术制备了WC-CoCr/铁基非晶复合涂层。比较研究了复合涂层和WC-CoCr的微观形貌、硬度、耐磨性能、高温氧化性能和腐蚀性能。XRD分析和SEM观察表明,复合涂层主要由WC相、W2C相和铁基非晶相组成。与WC-CoCr涂层相比,复合涂层的硬度有所降低,但是两者没有显著性差异。由于硬度下降,导致复合涂层的耐磨性能略低于WC-CoCr涂层。800℃高温氧化测试表明,复合涂层在800℃具有良好的热稳定性,这归因于氧化过程中生成了一层致密的氧化膜。此外,复合涂层在3.5%氯化钠溶液中的耐腐蚀性能也优于WC-CoCr涂层。     

Corrosion behaviors of coatings fabricated using bulk metallic glass powders with the composition of Fe68.5C7.1Si3.3B5.5P8.7Cr2.3Mo2.5Al2.0

Two different types of coatings were prepared, by a high velocity oxy-fuel spraying method and a laser spraying method, respectively, using bulk metallic glass powders with the nominal composition of Fe_68.5C_7.1Si_3.3B_5.5P_8.7Cr_2.3Mo_2.5Al_2.0. The corrosion behaviors of the two coatings in 1M HCl, H₂SO₄, NaCl and NaOH solutions were investigated based upon the microstructural differences originating from the different coating methods. The amorphous coating layer formed by the high velocity oxy-fuel spraying method exhibited higher, excellent corrosion resistance in the 1M HCl solution. The coating layer formed by the laser spraying method exhibited a high pitting tendency attributed to the dendritic microstructure with various borides and carbides. Due to a great number of pores, the HVOF coating exhibits slightly lower corrosion resistance than the LS coating in alkaline solution.     

铁基非晶合金涂层制备及应用现状

综述了铁基非晶涂层的制备技术、成形特征及显微结构,发现随着喷涂热输入的增大,涂层结构更致密,孔隙率下降,但是涂层中非晶含量降低,含氧量增加。概述了铁基非晶涂层的腐蚀性能、腐蚀行为、磨损机制的进展,并总结了铁基非晶涂层当前的工程应用现状,认为铁基非晶涂层的腐蚀性能取决于涂层化学成分和显微结构的均匀性。非晶含量越高,涂层的耐蚀耐磨性能越好;非晶的孔隙率越低,涂层的耐蚀耐磨性能更优异。但是非晶涂层的点蚀规律及机理尚未形成统一认识。依据非晶涂层的研究现状,提出了非晶涂层在制备、性能及相关机理方面存在的问题,展望了铁基非晶涂层的应用前景。