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。     

铁基非晶涂层在NaCl和H_2SO_4溶液中的钝化行为

采用超音速火焰喷涂(HVOF)方法制备了一种Fe Cr Mo Mn WBCSi非晶态合金涂层,测试并分析了非晶涂层组织、钝化膜成分及涂层在不同浓度Na Cl和H2SO4介质中的钝化行为,并与304不锈钢和ND钢进行对比.结果表明,非晶涂层由于钝化膜中高含量的Cr,Mo及W的氧化物,钝化区间宽,抗钝化膜破裂能力强,孔隙的存在降低其均匀腐蚀抗力.304不锈钢钝化膜破裂电位较低且与Na Cl溶液浓度密切相关.304不锈钢和ND钢只有在浓H2SO4溶液中具有较稳定的钝化特征,非晶结构有助于涂层在稀H2SO4溶液中形成更加稳定的钝化膜,厚度较小的涂层(200μm)具有较高的非晶相含量,形成的钝化膜较厚,耐蚀性更加优异.     

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.     

微量Cr对Cu基块体非晶合金的形成能力及耐蚀性能的影响

XRD,DSC和DTA分析测试表明,微量Cr有利于提高块体非晶合金(Cu47Zr11Ti34Ni8)100-xCrx(x=0,0．5,1)非晶形成能力．室温动电位极化法对该合金在1mol／LHCI溶液、3％Nacl溶液和6mol／L KOH溶液中的电化学测试表明,非晶合金存在自钝化现象,随Cr含量增加,非晶合金的钝化区宽度显著增大,维钝电流密度降低,耐蚀性能增强,含微量Cr的Cu基块体非晶合金比不含Cr的具有更好的抗腐蚀性能,且远远优于不锈钢1Cr18Ni9Ti的抗腐蚀性能．     

AISI304不锈钢钝化膜在电解质溶液中腐蚀时的半导体性质

应用电位-电容测试和Mott-Schottky分析技术研究了AISI304不锈钢钝化膜在电解质溶液中的半导体性质.结果表明,不锈钢钝化膜在氢氧化钠溶液中,随着浸泡时间延长,半导体类型转变电位发生负移;在硫酸、硫酸钠两种溶液中转变电位无明显变化.随着腐蚀时间的延长,溶液中不锈钢钝化膜的载流子密度逐渐增加,其载流子密度在几种溶液中从小到大的顺序依次为硫酸钠,氢氧化钠,硫酸.不锈钢在三种溶液中的Mott-Schottky曲线均出现频率分化,其原因可能为钝化膜中载流子的产生-复合存在时间效应;在氢氧化钠溶液中,钝化膜腐蚀的主要原因为富铬层导电能力增强;在硫酸、硫酸钠两种溶液中,钝化膜腐蚀的主要原因为富铁层导电能力的增强.     

超声空化下不锈钢钝化膜的半导行为

采用极化曲线、电化学阻抗谱(EIS)和电位电容法,在静态和超声波空化的条件下,研究了不锈钢在1 mol/L HCl溶液中的电化学腐蚀行为.结果表明,静态条件下,0Cr13Ni5Mo和1Cr18Ni9Ti不锈钢均发生了钝化,钝化膜呈多层结构分布;空化条件下,钝化膜的稳定性降低,半导特性发生反转.静态条件下,0Cr13Ni5Mo不锈钢钝化膜的半导特性是p-型;空化使半导特性转变为n-型.静态条件下,在低电位区1Cr18Ni9Ti不锈钢钝化膜的半导特性是n-型,在高电位区是p-型;空化条件下,在低电位区1Cr18Ni9Ti不锈钢钝化膜半导特性显示p-型,在高电位区显示n-型.钝化膜半导性质转变的差异与其Fermi能级的高低相关.     

304L不锈钢钝化膜半导体性能研究

利用极化曲线、电容测量法和X射线光电子能谱(XPS)研究了304L不锈钢在0.5 mol/L NaHCO3溶液中所形成的钝化膜的半导体性能,同时对影响钝化膜半导体性能的因素进行了讨论.结果表明：在电位小于-0.4 V范围内,膜呈p型半导体特性;当电位处于-0.4 V至0.26 V范围内膜呈n型半导体特性.随着测试频率的降低及成膜电位的负移,Mott-Schottky曲线的斜率减小,表明膜内的杂质密度增加。氯离子的加入使得M S直线的斜率减小,增加膜内的杂质密度,容易造成点蚀的发生.XPS测试结果表明钝化膜主要由内层的铬氧化物和外层的铁氧化物组成,这与以前的研究结果相一致.     

FeCoCrMoCBY块体非晶合金在强酸介质中的耐蚀性能

采用静态浸泡法研究了Fe43.7Co7.3Cr14.7Mo12.6C15.5B4.3Y1.9块体非晶合金(BMG)在浓HCl、浓H2SO4、浓HNO3以及王水中的腐蚀行为。研究表明该合金在强酸介质中具有优异的耐蚀性,在王水中浸泡236h的平均腐蚀速率仅为不锈钢的1/130。利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱(XPS)分别对非晶合金在王水中腐蚀后的形貌和表面钝化膜的成分进行了分析。结果表明,合金的非晶态结构促使腐蚀过程中发生均匀腐蚀以及Cr元素在钝化膜中的富集是其具有强耐蚀能力的主要原因。     

非晶合金纤维耐腐蚀性能研究

非晶合金纤维在0.5mol/L H2SO4和0.1mol/L HCl溶液中均能发生自发钝化,且钝化区宽、维钝电流密度低。在0.5mol/L H2SO4溶液中钝化区宽度为1 336mV,维钝电流密度为3.4×10-6 A·cm-2;在0.1mol/L HCl溶液中钝化区宽度为1 407mV,维钝电流密度为1.3×10-6 A·cm-2。比较非晶合金纤维和不锈钢纤维2种混凝土增强材料的耐腐蚀性能,非晶合金纤维的耐腐蚀性要优于不锈钢纤维,非晶合金纤维优良的耐腐蚀性能源于表面形成一层致密而稳定的钝化膜。     

304不锈钢钝化膜在不同溶液中的半导体导电行为

采用电位-电容法及Mott-Schottky分析技术研究了自腐蚀电位条件下304不锈钢钝化膜在酸、碱性溶液中的半导体导电行为.研究表明,304不锈钢钝化膜在不同溶液体系中表现出不同的导电特征,在5‰H2SO4溶液中,呈现两个空间电荷层,扫描电位低于0VSCE,钝化膜呈现p型半导体导电特征.而扫描电位大于0VSCE,钝化膜呈现n型半导体导电特征.钝化膜在5%NaOH溶液中呈现p型半导体导电特征.在不同溶液中载流子浓度随着浸泡时间的延长变化不大.     

冷喷涂铬锆铜涂层在海水中的耐蚀性能

采用冷喷涂技术在普通碳钢基体上制备了厚度为300μm的铬锆铜涂层,用扫描电子显微镜(SEM)观察涂层的组织形貌。用开路电位（OCP）、电化学阻抗谱和动电位极化曲线等电化学方法研究冷喷涂铬锆铜涂层在天然海水中的耐蚀性能。研究表明,铬锆铜涂层组织致密,在海水环境中,涂层表面形成一层致密的腐蚀产物膜,能有效阻止腐蚀介质向涂层内部渗透,对基体起到良好的保护作用。     

时效析出相微结构改变对AA2024铝合金应力腐蚀行为的影响

通过恒载荷应力腐蚀实验、扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）等测试方法,研究了时效处理中析出行为的变化对AA2024铝合金应力腐蚀行为的影响。结果表明,合金在T3态时对应力腐蚀较为敏感,进行T8时效处理后,合金的应力腐蚀敏感性显著降低。利用高角环形暗场成像扫描透射电镜技术（HAADF-STEM）对合金进行准原位腐蚀实验观察,研究了合金T3和T8时效状态下的腐蚀过程和析出行为的变化情况,直观地展示了不同时效状态合金的腐蚀形态：T3态的合金为晶间腐蚀形貌,T8态的合金为晶间腐蚀和晶粒腐蚀相结合。由于析出行为和腐蚀机制的改变,不同时效状态的AA2024铝合金的应力腐蚀敏感性不同。     

Mg-14Li-1Al-0.1Ce合金在NaCl溶液中的腐蚀行为

采用电化学方法研究了Mg-14Li-1Al-0.1Ce合金在NaCl溶液中的腐蚀行为,采用扫描电镜观察腐蚀后的表面形貌,用失重法测试腐蚀速率,用X射线衍射(XRD)分析了腐蚀层和溶液中腐蚀颗粒的组成。结果表明,Mg-Li-Al-Ce合金的腐蚀速率随溶液Cl-浓度增大而增大,由失重法所得到的腐蚀速率远大于由腐蚀电流密度(Jcorr)计算所得的腐蚀速率。扫描电镜(SEM)观察表明,合金表面随溶液Cl-浓度增加而破坏严重。腐蚀产物层没有保护作用,在腐蚀产物下有明显的蚀坑和裂纹。XRD表明腐蚀产物层和溶液中腐蚀颗粒由Mg(OH)2、Li0.92Mg4.08和Li3Mg7组成。     

Effect of Silane on Galvanic Corrosion between EW75 Magnesium Alloy and TC4 Alloy

硅烷处理对镁合金具有良好的保护性。为了抑制 Mg-7Gd-5Y-Nd-Zr (EW75) 稀土镁合金和 Ti-6Al-4V (TC4) 钛合金的电偶腐蚀作用,以自腐蚀镁合金为对照组,对硅烷改性和未改性的镁合金与TC4钛合金的电偶腐蚀进行了研究。用数码照片和扫描电镜 (SEM) 观察分析了浸泡 48 h 后的镁合金表面形貌,样品的自腐蚀电流密度和电偶腐蚀电流密度分别用极化曲线和电偶腐蚀测量来表征获得。结果表明,硅烷膜可以减少失重比,使腐蚀形式由点腐蚀变为均匀腐蚀,因此硅烷改性的镁合金比未改性的镁合金具有更好的抗电偶腐蚀能力,其原因是硅烷膜可以提高镁合金的电位,并减小电偶腐蚀电流密度     

不同晶粒尺寸的Cu-40Ni合金在酸性介质中的耐蚀性能

采用电弧熔炼(CA)和机械合金化(MA)通过热压烧结工艺制备了晶粒尺寸差别较大的Cu-40Ni合金,借助于PARM273A和M5210电化学综合测量仪,利用动电位扫描法和交流阻抗技术对比研究了上述合金在酸性介质中的腐蚀电化学性能以及腐蚀机理。结果表明:随着H 浓度的增加,CA Cu-40Ni合金的自腐蚀电位负移,而MA Cu-40Ni合金则正移,两种合金的动电位扫描极化曲线均未出现钝化现象;随着H 浓度的增加,CA Cu-40Ni合金的极化电阻增大,腐蚀电流减小,合金的耐蚀性能增加,而MA Cu-40Ni合金的极化电阻减小,腐蚀电流增加,合金的耐蚀性能降低。两种合金的交流阻抗谱均由双容抗弧组成,腐蚀过程受电化学反应控制。晶粒细化后,合金中存在大量晶界,参与腐蚀反应的活性原子数增加,促使MA Cu-40Ni合金的腐蚀速度高于CA Cu-40Ni合金。     

核电站用不锈钢在液态Pb-Bi合金中的腐蚀行为研究进展

核电系统中,液态金属腐蚀问题是影响加速器驱动次临界系统(ADS)稳定服役的关键.概述了液态Pb-Bi合金和不锈钢在核电中的应用背景.在此基础上,重点综述了近年来常用不锈钢材料在液态Pb-Bi合金环境下的腐蚀行为,其中不锈钢在液态Pb-Bi合金中的腐蚀机制包括:(1)不锈钢中Ni元素在液态Pb-Bi合金中优先溶解而发生的...     

7475高强铝合金在海洋和乡村大气环境中的腐蚀行为研究

目的研究海洋和乡村大气环境对7475高强铝合金腐蚀行为的影响,为7475高强铝合金环境适应性设计提供支撑。方法在万宁和北京大气环境试验站开展了7475高强铝合金为期36个月的户外暴露试验,通过腐蚀失重分析方法研究了7475高强铝合金在我国2种典型大气环境中的腐蚀动力学规律;借助环境扫描电镜(ESEM)、金相显微镜和X射线光电子能谱(XPS)等表征技术研究了7475高强铝合金的微观腐蚀形貌和锈层成分。结果2种大气环境中,铝合金腐蚀都呈现出初始阶段腐蚀迅速发展,之后腐蚀速率减慢,最后进入腐蚀扩展相对平稳时期的变化规律。在海洋大气环境中户外暴露36个月后,7475高强铝合金呈现明显的点腐蚀特征,腐蚀产物组成为Al(OH)_3、Al_2O_3和Al_2Cl_3。7475高强铝合金在乡村大气环境中表面腐蚀非常轻微,个别表面出现非常小且浅的腐蚀点。结论在乡村大气环境和海洋大气环境中,7475高强铝合金腐蚀动力学遵循幂函数规律。相比较乡村大气环境,7475高强铝合金在海洋大气环境中表现出非常强的腐蚀敏感性。     

等通道转角挤压Zn-22Al合金在NaCl水溶液中的腐蚀行为

研究了等通道转角挤压 (ECAP) 工艺处理对Zn-22Al合金耐腐蚀性能的影响,考察了显微组织演变对Zn-22Al合金在3.5% (质量分数) NaCl溶液中的失重及电化学腐蚀行为的影响。结果表明：相比铸态Zn-22Al合金,经过ECAP处理后的试样组织明显细化,晶粒尺寸均匀。晶粒细化导致晶界大量增加及应力增大,试样表面缺陷增多,富铝相被优先腐蚀后,导致被富铝相包围的富锌相脱落,腐蚀速率加快,腐蚀失重随着挤压道次的增加而增加。电化学测试结果表明,随着挤压道次的增加,Zn-22Al合金腐蚀电流密度逐渐增加,腐蚀电位逐渐下降,合金的耐腐蚀性能随挤压道次的增加而逐渐降低。     

AZ91D镁合金电偶腐蚀的研究

在自来水和3.5%NaCl溶液中测试了铸造AZ91D镁合金与铝合金、锌合金、Q235碳钢和Cu偶合后的电偶腐蚀行为,研究了腐蚀环境、偶接材料和阴阳极面积比(CAAR)对铸造AZ91D镁合金电偶腐蚀行为的影响。在电偶腐蚀过程中测量溶液的pH值以及电偶腐蚀电流;用失重法计算了铸造AZ91D镁合金的电偶腐蚀速率,利用SEM观察了AZ91D镁合金的腐蚀形貌,并对腐蚀产物进行XRD分析。结果表明,AZ91D镁合金在电偶腐蚀过程中会使溶液的pH值升高,并伴有以Mg(OH)₂为主的腐蚀产物的生成;溶液中Cl^-的存在会加速AZ91D镁合金的电偶腐蚀速率;低氢过电位金属Q235碳钢和Cu对AZ91D镁合金的电偶腐蚀加速效果明显高于中氢过电位金属铝合金和锌合金,偶接材料的极化性能对AZ91D镁合金的电偶腐蚀速率有较大影响。同时,大的阴阳极面积比会加速AZ91D镁合金的电偶腐蚀速率,且AZ91D镁合金的电偶腐蚀电流随阴阳极面积比的增大而呈线性增长趋势。     

时效制度对ZL114A合金腐蚀性能的影响

采用电化学试验和浸泡腐蚀试验研究了不同时效处理的ZL114A合金在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为.利用光学显微镜和扫描电镜对各合金浸泡腐蚀后的形貌进行了观察与分析,并从组织上解释了时效对ZL114A合金腐蚀性能影响的原因.对经固溶(ST)、欠时效(UA)、峰时效(PA)和过时效(OA)处理后ZL114A合金腐蚀性能的分析研究结果表明,固溶状态下合金具有最佳的耐蚀性,Eoorr和Ioorr最小,峰时效状态下合金的耐点蚀和晶间腐蚀性最差,Eoorr和Ioorr最大.