金属保护与涂层技术的发展

磨损与腐蚀是导致机械零件性能下降和失效的主要原因,也是工业材料和能源消耗的主要根源之一。材料的磨损实际是由于机械作用或伴有一定的化学作用使接触表面不断发生损耗的现象,它直接影响着机器的功能稳定性和使用寿命。据统计,每年全世界生产总值的近2/5被摩擦磨损和消耗[1]。特别是料斗类零件,由于在处理砂土、矿石、岩石等物料时对机件表     

编者的话

根据国家科委机械组金属腐蚀与防护协调分组1959年11月沈阳会议决议,建议由机械科学研究院材料保护与热处理研究所和腐蚀协调分组合作,在1960年出版有关金属腐蚀、磨损与防护方面的专业刊物。经负责筹备第二次全国表面处理会议的机械科学研究院,材料保护与热处理研究所和材料研究所以及第—机械工业部技术     

抽油杆钢材的发展和抽油杆的服役失效

抽油杆可以把地面抽油机动能传递给抽油泵,是石油生产中重要的工件之一.随着采油工程向腐蚀井、深井、超深井发展,普通抽油杆的耐蚀性、抗拉强度和疲劳强度等性能已不能满足生产要求.本文综述了C级、D级、KD级和H级抽油杆的分类标准、制备方法、应用环境及面临的挑战.抽油杆钢服役失效包括腐蚀、疲劳、机械磨损等.分析发现,抽油杆的失效主要是疲劳断裂或腐蚀疲劳断裂.在腐蚀性环境条件下,抽油杆会发生表面电化学腐蚀,形成腐蚀坑,而腐蚀坑是疲劳裂纹的主要萌生源.在拉-拉或拉-压载荷的作用下,抽油杆发生疲劳断裂.本文简单介绍了抽油杆在各油田中的服役环境及抽油杆的发展史,通过对比抽油杆不同热处理工艺所产生的微观组织,探索其防腐蚀、防氢脆、防疲劳的机理,同时分析了抽油杆在使用过程中常见的腐蚀、疲劳、磨损等失效原因和机制,最后对未来开发高性能抽油杆的可行途径进行了探讨.     

金属工程材料腐蚀疲劳行为研究进展

合金钢、不锈钢等金属工程材料在服役过程中受到交变荷载以及腐蚀性介质的共同作用,使工程结构发生腐蚀疲劳,造成金属工程材料的承载能力降低和服役寿命缩短。因此,揭示载荷-环境体系下材料的腐蚀疲劳开裂规律对工程结构的前期设计及使用寿命预测都有深远意义。金属工程材料腐蚀疲劳失效的机制包括裂纹萌生和扩展两部分。目前的研究主要集中于裂纹扩展寿命,对裂纹萌生的研究较少。裂纹萌生机制仍存在争议,主要的观点有点蚀加速裂纹形成理论、滑移带优先溶解理论、保护膜破裂理论和吸附理论等。目前,关于腐蚀疲劳裂纹扩展机制的研究主要有阳极溶解和氢致开裂两种观点。影响腐蚀疲劳寿命的主要因素分为材料因素、力学因素及环境因素三方面。目前力学因素的研究主要集中于应力比、加载频率、加载波形等;材料因素的研究主要为显微组织及合金元素;环境因素的研究包括介质温度、浓度、含氧量、pH值及外加电位等。本文综述了金属工程材料腐蚀疲劳开裂机制及影响因素的研究现状,归纳了金属腐蚀疲劳的研究成果与不足,并在此基础上提出了下一步的研究方向及发展趋势,为相关领域的研究人员提供新思路。     

不同流动体系中碳钢磨损腐蚀可比性的研究

采用管流式和旋转式两种流动模拟装置，研究了碳钢在单、双相流动海水中的磨损腐蚀。结果表明，在相同流速条件下，两种模拟装置所测得的碳钢流动腐蚀速度很难相同，流速不能准确描述流体流动对材料腐蚀的作用。而材料表面近壁处流体力学参数(表面切应力、传质系数)却与材料流动腐蚀本质相关。在保证动量、质量传递相似的条件下，从表面切应力、质量传递系数等参量入手，研究两种装置中实测的腐蚀速度的可比性和关联性是可行的。碳钢磨损腐蚀机理的研究表明：其腐蚀机制与流动模拟装置无关，在流动海水中溶解氧的传质是腐蚀的主要控制因素。     

曲折的历程,辉煌的成就——贺武汉材料保护研究所建所50周年

武汉材料保护研究所是一个老所，已经50岁了。她随着我们伟大的共和国成长、发展、强盛而变化，也像我们伟大祖国曾经有过的许多坎坷一样，有着自己曲折的历程。但是她一步步走过来了、发展了、壮大了，如今已建成为一个集金属腐蚀、摩擦磨损和材料保护为一体的、多学科、面向全国的综合性研究机构，其主要专业领域为：化学、电化学处理、涂料涂装、防锈与封存、热喷涂（焊）、表面合金化（含激光、等离子表面硬化处理）、离子沉积表面处理以及腐蚀和摩擦磨损等。     

镁合金疲劳的研究进展

对近年来有关镁合金疲劳的研究进行了总结,考察了材料性质、腐蚀介质、高温环境等多种因素对镁合金疲劳性能的影响,并对裂纹萌生及扩展方式进行了分析,归纳了提高镁合金疲劳性能的方法--改善材料质量及表面强化处理或涂层处理,对镁合金疲劳性能的研究进行了展望.     

摩振腐蚀及其防护方法

介绍了摩振腐蚀、摩振疲劳及影响因素等的研究进展。详述了离子镀、离子注入、激光表面处理、喷丸、覆盖层和氮化等对材料抗摩振腐蚀的作用。提出了摩振腐蚀的研究方向。     

关于水泥路面表面构造破坏若干问题的研究

本文在考虑路面混凝土表面构造特性的基础上,从磨损和冻融两方面分析了其破坏机理。其中,混凝土路面的磨损主要有粘着磨损、磨粒磨损、疲劳磨损和腐蚀磨损。另外,混凝土路面在冻融和盐冻作用下的破坏是影响其表面构造乃至整体耐久性的重要原因之一,掺引气剂和矿物掺合料可以提高混凝土抗氯盐化学剥蚀能力。     

H13钢在不同环境介质中的磨损性能

金属材料在不同介质中的腐蚀磨损特性不同,以往对H13钢在不同介质中的腐蚀行为研究较少.采用销盘式磨损试验机,对H13钢在空气、蒸馏水、3.5％NaCl溶液、5.0％ NaOH溶液中及不同载荷下进行滑动摩擦磨损试验,考察其磨损特性.结果表明:H13钢在空气中的磨损率最大,3.5％NaCl溶液中的磨损率最小;H13钢在空气中摩擦过程中具有较大的剪切力并产生较大的热量,使其磨损率较大,其主要磨损机制为黏着磨损,并伴有少量氧化物产生;在3种湿环境下,由于介质具有良好的润滑和冷却作用,且表面含有少量氧化物,呈现轻微磨损;蒸馏水中磨损机制为典型的疲劳磨损,3.5 ％NaCl溶液、5.0％ NaOH溶液中呈现腐蚀疲劳磨损.     

防止金属生锈的基本知识(初稿)

金属腐蚀的定义:由于周围介质的化学作用或电化学作用而引起的金属的破坏,叫作金属腐蚀。习惯上,金属在大气中由于氧、水份及其他杂质而引起的腐蚀或变色称为生锈或锈蚀,这种腐蚀产物叫做“锈”。而一般在高温下空气对金属的侵蚀则叫做氧化,氧化的     

变形镁合金AZ80的腐蚀疲劳机理

根据挤压镁合金AZ80人工时效热处理(T5-177℃,16 h)前后分别在空气和NaCl介质中的疲劳寿命,研究了变形镁合金的腐蚀疲劳机理以及β相在腐蚀疲劳中的作用.结果表明:时效可导致AZ80组织β相体积分数增加、拉伸强度和硬度提高,可明显地提高在低应力水平下的腐蚀疲劳寿命.在空气中,疲劳裂纹萌生于表层和亚表面中的夹杂物;而在腐蚀介质中,腐蚀疲劳微裂纹萌生于试样表面的腐蚀坑,点蚀坑萌生于与β相相邻的α相.疲劳断口可见河流花样、二次裂纹、韧窝,具有解理特征.阳极溶解是挤压镁合金AZ80的腐蚀疲劳机制.     

聚醚醚酮摩擦磨损行为和机理的研究

本工作通过摩擦过程中聚醚醚酮(PEEK)结构(包括材料与磨屑结构)的变化研究了PEEK的摩擦磨损机理。结果表明,低负载下,材料的摩擦表面不熔融,但表层的凝聚态结构发生了变化,摩擦状态不变,磨损是由于摩擦对偶的连续作用下产生疲劳而脱落。高负载下,材料表面熔融并发生氧化交联,摩擦状态改变,材料外形结构与内层凝集态结构发生变化,磨损是熔融了的表面层粘附于对偶上经进一步的交联反应后,受剪切力作用而脱落。材料在摩擦磨损过程中的表面状态决定了其摩擦磨损机理,并导致了材料摩擦磨损行为对负载的特殊依赖性。     

飞机发动机尾喷口调节片断口的电子显微分析

利用扫描电子显微镜及附带的能谱分析仪对飞机发动机尾喷口调节片断口进行了微观分析研究。结果表明:调节片边缘的损伤特征以磨损为主,而中部则以接触疲劳为主,疲劳裂纹易在微动区产生。根据上述结果讨论了促使疲劳裂纹萌生的因素,即循环应力和摩擦力引起材料表层塑性变形,以及磨损破坏了材料表面的完整性,造成裂纹尖端应力集中效应。     

微生物与磁场作用下管线钢的腐蚀行为研究进展

随着埋地年限的推移,目前已被大量应用于实际管道工程的X80钢等高强度管线钢开始逐批面临着腐蚀的危害.工地常采用的漏磁检测等现代技术在施工后难免会残留剩余磁场,与土壤中微生物和腐蚀性离子等因素一起形成了复杂的腐蚀体系.微生物和磁场作为工地上常见的腐蚀因子,对管道的腐蚀行为有着不同程度的影响.土壤中不同类型的细菌对埋地管线钢的腐蚀机理和腐蚀程度不同,最常见的两种微生物——好氧菌铁细菌(IOB)及厌氧菌硫酸盐还原菌(SRB)对腐蚀影响较为突出,而目前研究学者对IOB的腐蚀机理认识趋于统一,对于SRB的腐蚀机理却有多种假设.人工磁场、漏磁检测等技术已成为新时代的产物,而当前却鲜有针对磁场在工程实际中的相关研究,磁场与微生物共存时的研究也仍处于初期阶段.学术界已通过大量实验研究了SRB与IOB对钢材的腐蚀行为,证实了微生物加速金属腐蚀的假设,同时SRB与IOB共存时,二者的协同作用进一步加剧了金属腐蚀.磁场不仅单方面对金属腐蚀有影响,在微生物存在的情况下,亦对微生物的活性有抑制作用,但在一定的磁场范围内又可通过钢材表面电化学行为及介质内离子流动改变生物膜或钢材表面的特性,进而起到抑制腐蚀的作用.综合已有研究可知,磁场、微生物共存时的腐蚀体系极为复杂,对已有结果进行归纳并展望此领域的研究前景实有必要.本文归纳了两种主要微生物,即厌氧菌硫酸盐还原菌(SRB)、好氧菌铁细菌(IOB)分别与磁场共同作用时对金属腐蚀的机理,总结了学术界关于磁场与硫酸盐还原菌协同作用的研究现状,分析了现有研究尚存在争议的问题和缺陷,并对本领域的未来研究提出新的思路.     

X80钢焊接接头在不同pH值土壤中的腐蚀电化学特征

高强度管线钢在油气管道长距离输送应用中埋地管道焊接接头处的腐蚀现象越发明显.为了探究高强度钢焊接接头在不同pH值土壤中的腐蚀行为,利用动电位极化及交流阻抗技术对X80钢焊接接头在库尔勒土壤模拟溶液中的电化学特征进行测定,并结合金相显微镜对其腐蚀形貌进行了观察.结果表明:随着土壤pH值的增大,X80钢焊接接头的腐蚀速率呈现逐渐减小的趋势;当模拟溶液为弱酸性环境时,腐蚀产物膜遭到破坏,加剧了Cl-等腐蚀性离子对金属的腐蚀,试样电极表面腐蚀坑明显;当溶液为碱性环境时,腐蚀产物膜对材料起到一定的保护作用,金属腐蚀受到抑制;当溶液pH值为10.5时,电极表面出现了钝化膜,试样表面腐蚀现象不明显,只有几个微小的腐蚀坑存在.     

熔融锌液腐蚀的研究现状

对热镀锌连续生产中受熔融金属腐蚀部件的防护现状进行了分析,目前的研究工作可分为两大类:选择整体材料和表面处理.由于采用整体材料生产成本太高,且其耐熔融锌液腐蚀性能提高有限,采用表面处理提高抗锌液腐蚀成为目前研究的重点.表面处理有扩散渗硼、热喷涂层以及表面涂覆、隔离等方法,这些方法各有其特点.最后,对材料在熔融金属的现有腐蚀机理进行了总结,并指出了今后的发展方向.     

过渡金属Fe、Ni和Co对金刚石膜表面腐蚀作用的研究

采用电子增强DVD和直流热阴极PCVD方法制备出金刚石膜，在具空条件下用高温热灯丝加热方法研究了过渡金属Fe、Ni、和Co对金刚石膜表面的腐蚀作用，并对腐蚀后的金刚石膜表面和金属表面进行了XRD和Raman光谱测量。结果表明：过渡金属Fe、Ni和Co对金刚石表面具有明显的腐蚀作用，其中Fe的腐蚀作用最好。经过过渡金属腐蚀后金刚石表面和金属表面形成了非金刚石碳相而没有发现过渡金属碳化物。     

金属的几种局部腐蚀(四)

4.腐蚀疲劳4.1 腐蚀疲劳及其特征在交变应力和腐蚀介质同时作用下,金属的疲劳强度或疲劳寿命较无腐蚀作用时有所降低,这种现象叫做腐蚀疲劳。通常,“腐蚀疲劳”是指在除空气以外的腐蚀介质中的疲劳行为。这里所谓“无腐蚀作用”,一     

轧制油对压延电子铜箔的腐蚀

为了探究轧制油对压延电子铜箔的腐蚀情况,对铜箔进行了静态浸泡腐蚀,探讨腐蚀时间、温度对腐蚀过程的影响；采用间歇性腐蚀试验研究了轧制油腐蚀性和金属腐蚀率随腐蚀时间的变化；以苯并三氮唑(BTA)为缓蚀剂进行了初步的缓蚀试验,通过扫描电镜(SEM)观察缓蚀效果.结果表明:静态腐蚀时,铜箔腐蚀速率随腐蚀时间呈波动性变化,腐蚀3h时腐蚀速率最高,达到0.780 mm/a,腐蚀9h时腐蚀速率最低,为0.366 mm/a；铜箔表面腐蚀分为主要腐蚀生成Cu2O和Cu2O被进一步氧化为CuO 2个阶段；随着与铜箔接触时间的延长轧制油颜色逐渐加深,一方面是由于铜箔腐蚀产物溶于或者混入轧制油中,另一方面是因为铜离子催化轧制油氧化变质；在100℃以下铜箔腐蚀速率随温度增高而增加,超过100℃后腐蚀速率反而下降；随腐蚀时间延长,轧制油腐蚀性和金属腐蚀率降低；轧制油中加入缓蚀剂后,铜箔表面腐蚀明显改善.