AZ91D镁合金表面电弧喷涂/微弧氧化复合陶瓷涂层结构组成与耐蚀性研究

通过一种新的电弧喷涂/微弧氧化(EASP/MAO)复合工艺,在AZ91D镁合金表面制备了复合陶瓷涂层。电弧喷涂处理试样在430℃下进行了热扩散处理后,在以硅酸盐碱性电解液体系中进行微弧氧化处理。利用扫描电镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)对复合涂层表面和截面形貌、元素和相组成进行了分析,利用CS2350双单元电化学工作站对涂层试样在3.5%NaCl溶液中的动电位极化曲线进行了测定。结果表明:在430℃、氩气保护氛围下,保温热扩散处理2 h后,在基材与喷涂铝层间形成了热扩散层,扩散层由Al3Mg2和Al12Mg17两相组成。由于电弧喷涂铝涂层存在较多的表面缺陷,其对AZ91D镁合金基材只能起到有限的保护作用。经微弧氧化处理后,电弧喷涂铝涂层表面形成氧化铝陶瓷层,主要由α-Al2O3和γ-Al2O3两相组成。跟AZ91D镁合金基体相比,经微弧氧化处理10,20 min后的试样在3.5%NaCl溶液中的自腐蚀电位分别正移到-0.8279,-1.0570 V,较基体约分别提高770,550 mV,腐蚀倾向降低,基体的自腐蚀电流密度为经过微弧氧化处理10 min后试样的4.1倍,为经过微弧氧化处理20 min试样的460.6倍。     

晶粒尺寸梯度分布对316L不锈钢耐腐蚀性能的影响

采用表面机械碾压处理,在316L不锈钢表面制备出纳米晶-粗晶梯度过渡结构,对纳米晶、梯度区和粗晶区样品分别进行化学浸泡实验和电化学腐蚀实验,测试其腐蚀速率、腐蚀电位和点蚀电位等腐蚀性能参数,并对不同状态样品上钝化膜的形态、元素组成、织构及残余应力进行分析,研究晶粒尺寸梯度分布对316L不锈钢耐腐蚀性能的影响。结果表明,纳米晶和粗晶样品浸泡20 h出现稳定腐蚀坑,而梯度区样品浸泡50 h依然保持表面完整。腐蚀电位从纳米晶的-230 mV提高到梯度区的-4 mV,同时腐蚀电流从纳米晶的0.137 A/cm~2下降到0.036 A/cm~2。晶粒尺寸梯度分布不改变钝化膜形成动力学,梯度区表面钝化膜优异的耐蚀性能与其形成厚度较大、较完整致密且残余应力较小的钝化膜有关。     

铜铝聚苯酯封严涂层耐蚀性能和可磨耗性能研究

采用等离子喷涂工艺制备了铜铝聚苯酯封严涂层,完成了 96 h 中性盐雾试验、72 h 酸性大气试验、24 d周期浸润试验以及 450 ℃、线速度 300 m/s、进给速率 5~480 μm/s 的高温高速可磨耗试验,研究了涂层的耐蚀性能和可磨耗性能。结果表明：铜铝聚苯酯封严涂层在 72h 酸性大气腐蚀后,涂层表面光滑平整,未观察到腐蚀产物和点蚀坑;24 d 周期的浸润腐蚀后,涂层颜色未发生明显改变,涂层表面结构完整,未观察到腐蚀产物和点蚀坑;96 h 中性盐雾腐蚀后,涂层表面未观察到腐蚀坑,但涂层表面出现大片褐色斑块;不同进给速率下,叶片进给深度比 IDR 值不大于 9.79 %;检测及分析结果表明,涂层拥有优异的耐腐蚀性能和可磨耗性能。     

AZ91D镁合金表面真空蒸镀锌铝复合涂层的研究

采用真空蒸镀的方法在AZ91D镁合金表面沉积了锌铝复合涂层,之后在大气环境中,400℃,32 MPa压力下保温2 h。利用OM,SEM,EDS,XRD对涂层的表面形貌,断层结构,表层物相组成进行观察和分析,并对蒸镀锌铝涂层的镁合金进行显微硬度测试和耐蚀性试验。结果表明:在AZ91D表面获得了均匀的锌铝复合涂层,涂层与基体间形成了相互扩散的过渡层,结合二元相图及各点的EDS结果分析可知,在Mg/Zn界面形成的共晶相为Mg2Zn11或MgZn2,在A l/Zn界面形成的共晶相为A l2Zn3;热压处理的试样表面显微硬度达到了1360~1430MPa,为基体硬度的1.7~2.4倍;在3.5%的NaC l中性溶液中浸泡72 h后,热压试样的涂层未发现明显破裂,岛状组织仍然存在,试样表面只出现了少量黑色斑点状的腐蚀,未热压试样的涂层大片剥落,露出了亮白色的基体,涂层已起不到保护基体的作用,而AZ91D试样的基体组织受到了很大破坏,腐蚀坑呈大片的连续状,并有团絮状的腐蚀产物Mg(OH)2,这种疏松的结构不具有防护作用,可见热压涂层使镁合金表面的耐蚀性能得到了明显的改善。     

非金属夹杂物对439M耐点蚀性能的影响

利用电化学实验和扫描电镜(SEM)结合能谱仪(EDS)分析研究了非金属夹杂物对钛、铌双稳定439M铁素体不锈钢耐点蚀性能的影响。动电位阳极极化实验结果表明,没有或者少夹杂物区域为工作电极的试样439M-Part击穿电位为813mV,比整个区域为工作电极的试样439M-Whole的击穿电位高出了约600mV。SEM结合EDS分析显示:试样439M-Whole的点蚀坑呈不规则形貌,主要发生于(Ti,Ca,Al)2O3复合夹杂物上,这是钝化膜表面不均匀和点蚀坑内的自催化反应共同作用的结果;而试样439M-Part的点蚀坑则位于(Ti,Nb)(C,N)夹杂物周围。研究表明,夹杂物周围有铬的偏析并形成铬的化合物,其周围出现贫铬区,引发点蚀。     

冷弯加工对国产301L不锈钢耐点蚀性能的影响

采用化学浸泡法、电化学测试研究了冷弯加工前后轨道交通装备用国产301L高强不锈钢腐蚀行为,并对化学腐蚀和电化学腐蚀后样品的表面进行扫描电镜和能谱分析。化学浸泡法结果表明,冷弯后的国产301L高强不锈钢在50℃的6%（质量分数）FeCl3溶液中浸泡72h后发生了明显的点蚀,腐蚀速率随时间的延长而迅速增大,72h后腐蚀速率达到128.5g/(m2·h)。电化学测试结果表明,国产301L高强不锈钢经过冷弯加工后,在3.5%（质量分数）NaCl溶液中的点蚀电位下降365mV,钝化区宽度减小150mV,增加了点蚀敏感性。     

海洋大气环境下17-7PH不锈钢的接触腐蚀研究

 为了研究17-7PH不锈钢在海洋大气环境下接触腐蚀的防护问题,将不同表面状态的17-7PH不锈钢板状试样在青岛团岛和海南万宁进行1年的大气暴晒试验,对其宏观腐蚀形貌对比,并测定其疲劳寿命,采用扫描电子显微镜(SEM)观察暴晒试样表面腐蚀形貌,用光学显微镜比较腐蚀坑深度,分析海洋大气腐蚀对17-7PH不锈钢疲劳性能的影响,最后得出了17-7PH不锈钢的腐蚀防护措施。结果表明：在青岛暴晒的不涂漆17-7PH不锈钢试样表面色泽变暗,有均匀的细小点蚀,而海南的试样表面有大面积较均匀的褐色锈层,特别是17-7PH不锈钢与TC18钛合金连接处腐蚀较为集中,但腐蚀并没有降低其疲劳寿命;从暴晒试样的表面微观腐蚀形貌比较,无论涂漆与否,17-7PH不锈钢表面都有轻微腐蚀,但只局限于表层,点蚀不深,并且趋向均匀腐蚀;17-7PH不锈钢抗大气腐蚀性能很好,经钝化后可不涂漆直接在海洋大气环境中使用1年,而不会对其疲劳性能产生明显影响。     

HVAF喷涂超细WC-10Co-4Cr粉末涂层的耐腐蚀性研究

对比研究超细和常规粒度WC-10Co4Cr粉末喷涂制备涂层的性能,根据显微形貌、力学性能与电化学特性比较两种涂层的耐腐蚀性并分析机理。在304不锈钢基体上,利用空气助燃高速(High Velocity Air Fuel, HVAF)热喷涂技术制备WC-10Co-4Cr涂层。采用SEM和XRD分析了涂层的物相组成和显微形貌,采用维氏硬度仪和万能拉伸试验机分别测试了涂层的显微硬度与结合强度以表征力学性能,在质量分数为3.5%的NaCl溶液中对涂层进行电化学分析。结果表明：两种WC-10Co-4Cr粉末涂层均具有优异的耐腐蚀性能,超细粉末涂层自腐蚀电位(-0.199 V)高于常规粉末粒径涂层(-0.267 V);超细粉末粒径涂层腐蚀电流密度(1.996×10^-7 A/cm2)小于常规粉末粒径涂层(3.123×10^-6 A/cm²),对基体能起到良好的保护作用。超细粉末与常规粉末WC-10Co-4Cr涂层电位腐蚀的机理主要是WC与粘结相的电偶腐蚀、Cl-对涂层表面钝化膜的破坏引起的孔蚀,腐蚀机理基本一致,主要差异在于,超细粉末涂...     

碳钢在NaCl溶液中初始腐蚀行为的探讨

采用电化学极化与金相显微镜原位观察相结合的方法,对Q235钢在3%NaCl溶液中腐蚀的初始行为进行了研究。借助原子力显微镜对初始腐蚀的试样观察分析,发现试样在-900 mV(vs SCE)就出现了点蚀,点蚀优先在晶界附近的铁素体上生成。蚀坑长大后,优先沿轧制方向发展,而形成腐蚀沟槽。钢中夹杂没有发生活性溶解,导电性夹杂物作为阴极仅对腐蚀过程起促进作用。     

钛表面钛钯合金层耐蚀性能及耐蚀机理研究

采用磁控溅射沉积钯膜层+热扩散技术在工业纯钛表面制备Ti-Pd合金层,研究了Ti-Pd合金层的耐蚀性能,用重量法评价了合金层的腐蚀速率,分析了不同样品经腐蚀后的表面形貌和成分。结果表明:Ti-Pd合金层在37%(质量分数,下同) HCl溶液和80%H_2SO_4溶液中的腐蚀速率比纯钛降低了2个数量级。Ti-Pd合金层经37%HCl腐蚀后,表面含有Ti、Pd、O元素,表面有微小的点蚀坑。Ti-Pd合金层经80%H_2SO_4腐蚀后,表面含有Ti、Pd、S、O元素,表面有亚微米级的点蚀坑。提出了Ti-Pd合金层的耐蚀机理:微量的Pd和Ti O2组成的钝化膜使表面腐蚀电位提高,产生耐蚀效果。     

电弧喷涂纳米封闭复合涂层在钢桥梁工程的应用

介绍了电弧喷涂纳米封闭复合涂层体系和纳米改性环氧封闭漆的主要性能特点,纳米改性环氧封闭漆对电弧喷涂锌/铝涂层具有双重封闭作用,复合涂层体系在浙江舟山连岛工程西堠门大桥等钢结构防腐蚀工程中现场应用,具有良好的推广应用前景。     

喷涂电流对铝硅 - 聚苯酯涂层组织结构和沉积率的影响

采用等离子喷涂制备了铝硅-聚苯酯复合涂层, 研究喷涂电流对复合涂层组织和沉积率的影响。 结果表明： 随着喷涂电流的增加, 等离子喷涂功率增加, 传导为喷涂粒子的热能和动能, 粒子的温度和速度提高, 伴随着高 分子聚苯酯的高温烧蚀和高速铝硅液滴的飞溅, 复合涂层的沉积率逐渐降低。     

镁合金表面电化学阳极沉积氧化镁膜及其耐腐蚀性

将镁合金置于浓度为10 mol/L的KOH溶液中,在1.0 V电压下电化学阳极氧化,然后在723 K温度下热处理1 h,在镁合金表面制备氧化镁(MgO)涂层,用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对涂层进行形貌表征和物相分析,研究有MgO涂层的镁合金在Hank模拟体液中的动态阳极极化曲线和浸泡3 d溶液pH值的变化,通过SEM观察腐蚀后样品的形貌并进行成分分析,探讨腐蚀机理。结果表明:与裸合金相比,有MgO涂层的镁合金的腐蚀电位正移130 mV,腐蚀电流减少2个数量级,腐蚀过程主要发生在氧化镁涂层并且没有明显的点蚀现象,表明有MgO涂层的镁合金具有优异的抗腐蚀性能。     

新型耐磨抗熔蚀用WC-WB-Co复合涂层性能研究

本文利用硼化物高温自修复性,以超细WC、WB以及Co粉为原料,按一定比例混合,采用喷雾干燥法及等离子表面致密处理工艺制备了WC-WB-Co核壳结构的复合粉末;采用超音速火焰喷涂制备了耐磨抗熔蚀涂层,并对涂层的微观组织,涂层硬度,结合强度,抗熔融侵蚀性能等进行研究,结果表明:该复合粉末可用于超音速火焰喷涂,所制备复合涂层结合强度高,孔隙率低,能有效提升样件抗熔锌铝腐蚀能力。     

高速电弧喷涂Fe-Al/WC复合涂层在450℃下的热腐蚀行为

采用高速电弧喷涂技术在20G钢基体上制备了Fe-Al/WC金属间化合物复合涂层,利用涂盐热腐蚀试验测试了涂层在450℃下的抗热腐蚀性能。结果表明,Fe-Al/WC复合涂层的热腐蚀动力学曲线近似呈现出抛物线规律;涂层表面的腐蚀产物主要为疏松的Fe2O3,此外,还有少量的Al2O3和FeS,且其分布不均匀;涂层表面优先形成具有保护性的Al2O3膜,保证了涂层具有一定的抗热腐蚀性能;Fe元素的扩散、化学反应及电化学反应综合作用是涂层加速腐蚀的主要原因。     

电弧喷涂技术的应用

〔本刊讯〕电弧喷涂技术主要有以下特点 :( 1 )生产效率高 ,电弧喷涂的生产效率和喷涂电流成正比 ;( 2 )结合强度高 ,电弧喷涂温度高 ,粒子动力大 ,因而具有较高的结合强度 ;( 3)能源利用率高 ,能耗少 ,其能源利用率可达 90 % ;( 4 )设备投资低 ,运行时维护简单。由于铝、锌金属涂层的自腐蚀电位都比钢结构低 ,因此涂层具有牺牲阴极的保护作用 ,而有机涂料本身的耐腐蚀性能会与铝、锌涂层发生协同效应 ,使复合涂层的耐腐性能大大提高 ,具有其它涂层无法比拟的长效防腐功能。采用电弧喷涂技术可对处在海域环境的舰船和长期暴露在户外潮湿环境…     

7A52铝合金基体不同含量石墨烯复合涂层的制备及电化学噪声特征分析

将传统涂料与改性石墨烯复合,在7A52铝合金基体上制备防腐性能优良的石墨烯复合涂层.采用电化学噪声技术监测石墨烯改性涂层在质量分数为3.5%的NaCl溶液中的初期腐蚀过程.通过电化学噪声的时域分析、时域统计分析、傅里叶变换、频域分析,对不同石墨烯含量复合涂层的腐蚀过程进行研究,确定石墨烯具有最佳防腐蚀性能含量,根据电化学噪声特征参数的变化对涂层腐蚀情况进行具体研究.结果表明:添加不同含量的改性石墨烯,涂层在一定时间内出现不同程度的电化学噪声;当石墨烯涂层发生腐蚀时,电流电位变化过程为:波动范围由小变大→两者同步波动→电位缓升急降→两者波动范围再次变小.涂层交流阻抗在高频区的阻抗值随改性石墨烯含量的增加而增加;涂层添加改性石墨烯后,涂层腐蚀电位明显正移,自腐蚀电流密度减小,涂层的耐腐蚀性能明显提高;不同石墨烯含量涂层在3.5% NaCl溶液浸泡后铝合金表面出现不同程度点蚀,质量分数1%的石墨烯涂层仅出现少量点蚀坑;结合交流阻抗、极化曲线结果以及铝合金表面腐蚀形貌,综合分析确定石墨烯质量分数为1%时涂层防腐蚀性能最佳.      

304不锈钢在西沙海洋大气环境中的腐蚀行为

采用扫描电镜、能谱、电化学阻抗谱和拉曼光谱等分析测试手段,研究了西沙群岛苛刻海洋大气环境下,经过不同时间暴露后304不锈钢的腐蚀行为和机理.304不锈钢在西沙大气暴露后的腐蚀类型主要是以局部腐蚀的点蚀为主,腐蚀产物主要由β-FeOOH、γ-Fe₂O₃和Fe₃O₄组成.随暴露时间的延长,不锈钢表面钝化膜的稳定性变差,点蚀数目增加、点蚀坑深度增大日.表面腐蚀产物覆盖率也逐渐增多.与其他部位相比,点蚀更容易在表面划痕处产生.提高表面加工精度,有助于提高其耐腐蚀性能.      

PH13-8Mo不锈钢在半乡村大气环境中长周期腐蚀行为

在北京半乡村大气环境中对未经预钝化及硝酸预钝化后的PH13-8Mo不锈钢进行5 a的长周期暴晒试验,通过表面形貌观察、质量损失分析、表面钝化膜及腐蚀产物膜层分析、力学性能检测及断口分析等方法,研究了硝酸预钝化处理对PH13-8Mo长周期腐蚀行为的影响规律及机理。结果表明,经5 a大气暴晒试验,硝酸预钝化处理减轻了PH13-8Mo不锈钢的点蚀、降低其均匀腐蚀速率,通过降低PH13-8Mo不锈钢钝化膜中的氢氧化物含量、提高Cr/Fe原子比并提高大气暴晒后表面的Kelvin电位,延迟了Cl?对钝化膜的破坏及点蚀的形核,进而提高了表面膜层对基体的保护作用。硝酸预钝化处理能减少在半乡村大气环境中PH13-8Mo不锈钢力学性能的下降,但对试样的断裂方式几乎没有产生影响,二者均为韧性断裂,断口均呈现典型的“杯锥状”。      

搅拌摩擦处理冷喷涂Al涂层的腐蚀防护研究

本文利用搅拌摩擦处理技术对AZ91D镁合金基体上制备的冷喷涂Al涂层进行了后处理,分析搅拌摩擦处理前后冷喷涂Al涂层的腐蚀行为,对比搅拌摩擦处理前后冷喷涂Al涂层的腐蚀防护性能。结果表明,在搅拌摩擦处理前,冷喷涂Al涂层表面主要发生点蚀作用,同时,由于腐蚀液通过涂层内联通的孔隙和粒子间界面到达基体表面,因此基体发生了腐蚀;而在搅拌摩擦处理后,冷喷涂Al涂层表面主要发生电偶腐蚀,且由于涂层表层联通的孔隙和粒子间界面消失,基体并没有发生腐蚀作用,说明搅拌摩擦处理后的冷喷涂Al涂层能够对AZ91D镁合金基体起到有效的腐蚀防护作用。