WC含量对Stellite6激光熔覆涂层耐液态铅铋腐蚀性能的影响

为提高316L不锈钢耐高速流液态铅铋腐蚀能力,采用激光熔覆方法,通过在Stellite6合金中添加不同比重的WC制备熔覆层,将加工好的试样放进400℃的高温铅铋熔融炉进行500 h高速流实验,相对流速设定为3.23 m/s。使用SEM、XRD、EDS、OM和激光共聚焦显微镜观察了熔覆层腐蚀前后的微观组织和表面形貌,结果表明:随着WC含量增加,熔覆层的硬度值也逐渐增加,当WC添加量在10%时,耐磨性最好,表面粗糙度值最低为33.6μm;不同WC含量的熔覆层均能够有效地提升耐蚀性能,当WC添加量在10%时,渗氧层的深度最小,为2.8μm。     

不同合金成分的T91/316L焊缝在550℃高流速液态铅铋共晶合金中的腐蚀行为

T91/316L异种钢焊缝在高流速液态铅铋共晶合金(LBE)中的腐蚀是T91和316L钢在未来核电领域应用中所面临的重要挑战。利用ER309L、ER316L和ERNiCr-3三种不同焊丝获得了T91/316L异种钢焊缝,采用自主设计的旋转腐蚀试验装置研究其在550℃高流速(相对流速2.98 m/s)液态LBE中的腐蚀。三种焊缝经过300 h、600 h和900 h的腐蚀试验后,腐蚀表面均表现出明显的方向性。焊缝在高流速液态LBE中的腐蚀机理主要为焊缝基体中Fe、Cr、Ni元素和LBE中Pb、Bi、O元素的溶解与迁移。由于不同元素的溶解度以及所形成氧化物相的稳定程度不同,最终在焊缝表面形成了由疏松外氧化层和致密内氧化物层构成的双层结构。三种焊丝中,利用309L焊丝所得的焊缝的耐高流速LBE腐蚀性最好,利用316L焊丝所得的焊缝次之,利用NiCr-3焊丝所得的焊缝最差。经焊后再热处理所得的焊缝具有更好的耐高流速LBE腐蚀性。     

410不锈钢在550℃流动的铅铋共晶合金中的腐蚀行为

为了研究马氏体410不锈钢在不同流速的高温液态铅铋共晶合金中的腐蚀行为,本工作对410不锈钢在相对流速为0 m/s、1. 70 m/s、2. 31 m/s、2. 98 m/s的550℃液态铅铋共晶合金中进行600 h试验后的腐蚀现象进行研究,并对不同流速腐蚀试验后的腐蚀试样的表面和截面分别进行XRD、SEM、EDS检测。结果发现:随着相对流速的增大,腐蚀样品表面的氧化层越来越致密,氧化层的厚度也不断增厚。这是由于传质速率的增大加快了氧化层的生成速率;腐蚀样品表面的氧化层主要分为外氧化层和内氧化层,外氧化层主要由Fe_3O_4以及部分渗入的Pb-Bi组成,内氧化层主要为尖晶石结构的(Fe,Cr)_3O_4;在腐蚀过程中同时发生晶间腐蚀和氧化腐蚀现象。     

激光原位合成Al_2O_3-TiO_2复合陶瓷涂层组织结构与性能

先利用火焰喷涂技术在中国低活化马氏体钢表面制备了CrFeAlTi涂层,然后通过激光原位反应技术在火焰喷涂涂层表面原位合成了Al_2O_3-TiO_2复合陶瓷涂层。分别采用体视显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计、立式万能摩擦磨损试验机以及静态铅铋腐蚀实验装置等分析测试手段对涂层的形貌、微观组织结构、物相组成、显微硬度、干滑动摩擦磨损性能以及耐液态铅铋合金腐蚀性能等进行了研究。实验结果表明:激光原位合成的Al_2O_3-TiO_2复合陶瓷涂层表面整体平整、光滑、致密,基本没有凹坑、裂纹和孔隙等缺陷,与基体之间形成了良好的冶金结合。涂层内部存在完全结晶区和非结晶区,且界面明显。涂层表面主要物相为Al_2O_3,TiO_2,(Al.948Cr.052)_2O_3,Fe_2TiO_5和FeCr等。涂层截面平均显微硬度约为1864.2HV0.2,比基体CLAM钢提高了约3倍,且沿横截面方向呈平稳过渡的阶梯状分布。与基体CLAM钢相比,涂层具有良好的耐磨性能,其磨损量仅为基体的1/6,并且涂层在液态铅铋中表现出良好的耐腐蚀性能。     

新型渣浆泵用材料的腐蚀性能研究

针对渣浆泵用耐磨蚀材料在服役过程中由于腐蚀严重导致使用寿命缩短的问题,研发了一种新型耐磨蚀材料(A合金)。采用金相显微镜、X射线衍射仪、全浸腐蚀、扫描电镜、极化曲线、阻抗谱、X射线光电子能谱对材料在模拟服役环境腐蚀液中的腐蚀速率、腐蚀特征、电化学特性以及钝化膜组成进行了分析。将A合金与SUS316L不锈钢、KMTBCr26高铬铸铁进行对比分析,结果表明:A合金的显微组织是由高铬的奥氏体基体以及高硬度的M_(23)C_6型碳化物组成,这种碳化物类型使得材料具有优异的耐腐蚀性能。在室温条件下腐蚀192 h,A合金、SUS316L、KMTBCr26的腐蚀速率分别为0. 019 7 mm/y、0. 322 mm/y、26. 039 6 mm/y。A合金表面出现少量点蚀坑,而SUS316L和KMTBCr26材料表面发生局部腐蚀甚至全面腐蚀。A合金基体在析出碳化物后Cr含量没有出现贫化,降低了相与基体之间的腐蚀电位差;材料中富含的Cu元素使得表面钝化膜的稳定性提高。在电化学腐蚀过程中,A合金的自腐蚀电位最高、腐蚀电流密度最小、阻抗谱容抗弧半径最大、腐蚀倾向最小、表面形成的钝化膜稳定性最强,钝化膜的组成为Fe_2O_3、Cr_2O_3以及部分Cu氧化物。     

表面纳米化对316L不锈钢性能的影响

对316L不锈钢进行表面机械研磨处理(SMAT),研究表面组织变化对其硬度和在0.5 mol/LNaCl介质中腐蚀性能的影响.结果表明:通过SMAT可以在316L不锈钢表面制备出纳米结构层,随着处理时间的增加,表面纳米晶组织逐渐由单一的奥氏体相过渡到奥氏体与马氏体两相共存;表面纳米化和马氏体相变能够明显地提高316L不锈钢的表层硬度,使表面粗糙度略有下降;表面机械研磨处理降低了316L不锈钢在0.5mol/L NaCl腐蚀介质中的耐蚀性能.因为316L不锈钢表面纳米晶组织容易钝化,形成的钝化膜不稳定,提高了溶解速度.     

316L不锈钢支架表面EVAL涂层的制备及性能研究

采用超声-喷涂沉积的方法,在316L不锈钢表面制得聚乙烯-乙烯醇涂层。利用原子力显微镜、接触角测量仪及扫描电镜对涂层表面形貌及性能进行研究。结果表明,316L不锈钢基体、S-EVAL涂层和USEVAL涂层的表面粗糙度Ra分别为123.677,14.994和2.830 nm。S-EVAL涂层和US-EVAL涂层表面接触角分别为75.6和74.3°,均小于316L不锈钢基体接触角。超声-喷涂沉积US-EVAL涂层血小板粘附量最少。     

激光熔覆马氏体不锈钢组织与性能分析

对马氏体不锈钢添加不同含量的Nb、Ti合金元素,通过高速激光熔覆在316L不锈钢基体上制备出不同合金成分的涂层,对比分析了不同合金涂层的组织和性能变化。试验结果表明:激光熔覆马氏体不锈钢组织以树枝状的马氏体组织为主,Ti和Nb元素促进树枝晶组织向等轴晶转变,Ti元素对熔覆质量和等轴晶的促进作用更明显。     

应力对316L在液态铅铋共晶合金中腐蚀行为的影响

目的 研究应力对316L在高温液态铅铋合金(LBE)中腐蚀行为的影响。方法 将316L制成C型环试样,加载应力后将其置于500 ℃的LBE中腐蚀2 500 h,利用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)等手段分析腐蚀程度。结果 在应力作用下,316L在LBE中的腐蚀机制仍然为氧化腐蚀,且形成的氧化层结构和成分与无应力状态下的一致;材料表面氧化层总厚度显著增加,且内/外氧化层之间更容易产生裂纹,随腐蚀时间的延长,外氧化层有剥落的趋势。施加应力后,试样的氧化速率系数从0.190 1 μm/h增大至0.278 1 μm/h,其中内氧化层生长速率增加得更显著。EBSD分析表明,施加应力后,316L组织未发生改变,晶界附近的腐蚀加剧。结论 在应力作用下,基体晶界缺陷密度增加,元素在晶界处的扩散速率增大,内氧化层的生长速度加快,腐蚀速度增加。     

超音速火焰喷涂Fe基非晶合金涂层的性能研究

利用超音速火焰喷涂(HVOF)技术,在0Cr13Ni5Mo不锈钢基体上制备了Fe基非晶合金涂层,结果表明,采用超音速火焰喷涂工艺成功制备了一种高非晶含量的Fe基非晶合金涂层.涂层各个区域的组织均匀,孔隙率小,呈典型的层状分布;其孔隙率约为2.2%,具有很高的硬度,平均显微硬度为1065.0HV50.并且所获得的非晶合金涂层具有较高的热稳定性,在596.0℃以下使用,不会发生晶化过程.