含碲钴基高温合金熔盐腐蚀行为探讨

非真空环境下烧结不同Te含量的钴基合金粉末,研究其在静态800±5℃75%Na2SO4+25%NaCl下的高温熔盐腐蚀行为,采用OM、SED和 XRD衍射仪分析了合金金相组织、腐蚀产物形貌和物相组成。结果表明：随着钴基合金中含Te质量分数的增加,合金的高温熔盐腐蚀速率逐渐降低;当Te含量为1.6wt%左右时,合金基体表面形成均匀、致密的Cr2O3氧化保护膜及弥散在基体中的新相（CoTeO3、Fe2TeO5）抑制Co原子向晶界扩散,延缓合金基体元素溶解,平均腐蚀速率由不含Te的4.0483mg/(cm2*h)降低至0.216mg/(cm2*h) ,提高合金热腐蚀性能。     

退火工艺对Cr25耐热钢高温抗氧化性能的影响

对Cr25耐热钢进行1150℃×5 h扩散退火,570℃×5 h去应力退火两种退火工艺处理,并利用X射线(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)等方法分析合金在1100℃×100 h的氧化增重、氧化膜形貌、相组成及抗氧化机理。结果表明:高温扩散退火后,使原沿晶粒间连续分布的Cr_(23)C_6溶解,提高了铁素体基体的铬含量,并在晶内异位析出,从而使氧化速率由570℃去应力退火时的0.23 mg/(cm~2·h)降至1150℃扩散退火时的0.12 mg/(cm~2·h);同时使氧化膜结构由低温处理时的Cr_2O_3-Fe_2O_3-FeCr_2O_43层结构转变为高温处理时所形成的连续致密Cr_2O_3结构,提高了合金的抗氧化性能。     

ZK60-1Nd镁合金的组织结构及腐蚀行为

通过扫描电镜(SEM),X射线衍射仪(XRD),电化学工作站和盐水浸泡失重法研究了ZK60-1Nd镁合金的组织结构及在3.5%(质量分数)NaCl水溶液中的腐蚀行为。结果表明:ZK60-1Nd镁合金主要由基体α-Mg相,沿晶界分布的含有稀土元素Nd的粗大网状相组成。ZK60-1Nd镁合金在3.5%的NaCl水溶液中的腐蚀速率为0.2mg·cm~(-2)·h~(-1);经过400℃保温96h后,部分共晶相熔断成尺寸约为0.5μm的颗粒,腐蚀速率降低到0.1mg·cm~(-2)·h~(-1);经过500℃保温8.0h,网状共晶相熔化成分散块状,基体中细小棒状相溶解消失,Nd,Zn和Zr元素在基体中含量增加且分布均匀,腐蚀速率达到最低,为0.03mg·cm~(-2)·h~(-1)。其耐蚀性能改善的主要原因为α-Mg基体中固溶态Nd元素含量的增加导致合金自腐蚀电位提高以及基体α-Mg中腐蚀微电偶数目的减少。     

高能高速等离子喷涂NiCoCrAlY涂层抗燃气热腐蚀性能

目的研究NiCoCrAlY涂层抗高温燃气热腐蚀性能。方法采用高能高速等离子喷涂工艺在Ni_3Al基高温合金IC6基体表面制备NiCoCrAlY涂层,测试了涂层与基体间的结合强度以及涂层和IC6基体在900℃高温环境下的抗燃气热腐蚀动力学曲线。并借助扫描电子显微镜和X射线衍射仪分析燃气热腐蚀试验前后涂层的显微组织和物相结构组成。结果高能高速等离子喷涂工艺制备的NiCoCrAlY涂层致密性高,孔隙率≤3%;涂层与基体结合状态好,平均结合强度达到62 MPa;涂层中氧化物和夹杂含量少。经100 h燃气热腐蚀后,基体和涂层的腐蚀速率分别为8.09 g/(m2·h)和0.50 g/(m~2·h)。结论 NiCoCrAlY涂层显著提高了IC6合金的抗燃气热腐蚀性能。涂层表面生成了以Al_2O_3和Cr_2O_3为主要成分的完整致密的氧化膜,Al_2O_3抗氧化性能好,Cr_2O_3抗腐蚀性能好,在两者共同作用下,腐蚀气氛向涂层内部的侵蚀被有效地阻挡或延缓;同时涂层内孔隙、氧化物夹杂等缺陷含量少,腐蚀气氛的扩散通道被阻隔或延长,降低了腐蚀速率,使得涂层对基体合金起到了很好的保护作用。     

含铜AZ31镁合金的腐蚀行为

借助扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对AZ31-xCu(x=0,0.5,1.5,3,质量分数,%)合金的铸态组织、相结构及表面腐蚀形貌进行测试和分析。采用浸泡试验和电化学试验对研究合金在3.5%氯化钠溶液中的腐蚀行为进行系统地对比研究。结果表明:随铜含量的增加,研究合金中的主要第二相AlCuMg相递增;腐蚀过程的主要腐蚀机制是微电偶腐蚀,AlCuMg相作为微电偶腐蚀阴极与镁基体阳极构成微电偶腐蚀对,随AlCuMg相体积分数增加,形成的微电偶腐蚀对增多,相应的腐蚀速率增大。当铜含量为3%时,研究合金的腐蚀速率最大,研究合金的析氢速率和腐蚀电流密度分别为:75mL/(cm~2·d)和698μA/cm~2。     

热处理对Mg-10Gd-2.5Nd-0.5Zr合金组织和耐蚀性能的影响

通过OM,XRD,TEM和SEM等手段研究了热处理前后Mg-10Gd-2.5Nd-0.5Zr(质量分数,%)合金的显微组织形貌,并在3.5%(质量分数)Na Cl溶液中进行了0~96 h的失重腐蚀实验。结果表明:合金铸态组织由α-Mg基体和粗大的枝晶β相组成,热处理后,合金中的β相经溶解再析出过程,由断续网状转变为方块颗粒状;在3.5%Na Cl溶液中,经热处理后,合金的耐蚀性能明显提高,其平均腐蚀速率由铸态时的0.74 mg·cm~(-2)·d~(-1),降低到固溶态时的0.41 mg·cm~(-2)·d~(-1)和时效态时的0.35 mg·cm~(-2)·d~(-1),且腐蚀产物以Mg(OH)2为主。     

TiAl合金表面EB-PVD制备热障涂层及高温抗氧化性能

利用EB-PVD技术在Ti Al合金表面制备了扩散铝/YSZ热障涂层。采用SEM、EDS和XRD分析了涂层原始及高温氧化后的微观组织及相组成,并测试了高温氧化性能。结果表明:涂层表面YSZ层为致密柱状晶结构,由非平衡四方相t′-ZrO_2组成。Ti Al合金沉积了扩散铝/YSZ热障涂层后高温氧化性能显著提高,氧化动力学曲线呈对数变化规律,900℃高温氧化时,氧化速率为2.2×10~(-5) mg/cm~2·h。1000℃高温氧化时,氧化速率为1.14×10~(-3) mg/cm~2·h。在高温氧化过程中,粘结层与基体之间发生元素扩散,膜基界面消失。在面层与中间粘结层之间形成了均匀连续的热生长氧化物层TGO。     

铸态Mg-4Zn-xGa合金的组织与性能研究

采用金相分析、扫描电镜分析、拉伸测试和耐腐蚀性能测试等手段,研究了Ga含量(质量分数为1%,2%和5%)对铸态Mg-4Zn基合金显微组织、力学性能和耐生体腐蚀性能的影响。结果表明:Ga的加入可以明显细化铸态合金的晶粒,增加合金中第二相的体积分数,显著提高合金的强度和塑性。其中Mg-4Zn-2Ga合金的综合性能最佳,其抗拉强度、屈服强度和断后伸长率分别为233 MPa、90 MPa和24%,比基体合金分别提高了13.6%、76.5%和33.3%。然而,Ga的加入降低了Mg-4Zn合金的耐生体腐蚀性能,但是Mg-4Zn-5Ga合金的耐蚀性优于Mg-4Zn-2Ga和Mg-4Zn-1Ga合金。铸态Mg-4Zn-5Ga合金在37℃Hank's溶液中浸泡7 d的平均腐蚀速率为2.3 mg/(cm~2·d),腐蚀电流密度为29.5μA/cm~2。     

S30432在不同煤灰/烟气环境中的高温腐蚀行为研究

目的研究S30432涂覆信源和榆能电厂两种不同硫酸盐含量的煤灰后的腐蚀行为,探讨S30432在SO2气氛/煤灰环境中的高温腐蚀机制。方法将涂覆煤灰的S30432钢试样置于烟气/煤灰中腐蚀,间隔一定时间取出样品称量,获得腐蚀动力学曲线。采用扫描电子显微镜、能谱分析仪和X-射线衍射仪等,研究腐蚀产物的形貌、成分和物相组成。结果合金发生了氧化和硫化腐蚀,腐蚀过程中有加速腐蚀阶段。S30432在低硫含量煤灰腐蚀后未见明显的腐蚀产物剥落,试样表面生成相对致密且具有保护性作用的Cr_2O_3膜,腐蚀产物膜较薄。在高硫含量煤灰中,腐蚀产物分层生长且剥落严重,腐蚀2000 h后失重超过45 mg/cm~2,腐蚀产物层主要由Fe2O3、(Fe,Cr)_2O_3、NiCr_2O_4及嵌入腐蚀层的煤灰粒子组成。在腐蚀层/基体界面形成了富Cr和S的腐蚀层。结论 S30432在烟气/信源煤灰环境中比在烟气/榆能煤灰环境中更耐蚀。煤灰中硫酸盐含量增加,S30432的腐蚀速率显著增加。在高温烟气/煤灰协同作用下,合金易发生热腐蚀,铁、镍、铬及其氧化物在合金表面熔盐中的溶解是造成合金耐蚀性降低的原因。     

Ga和In含量对Al-Zn-Mg-Cu铝合金溶解行为的影响

通过调整Al-Zn-Mg-Cu铝合金中Ga和In的含量,研究了Ga、In对铝合金溶解速率的影响,建立了溶解过程的本构方程,并通过微观组织观察,分析了该铝合金的溶解反应机理。结果表明,通过调整Ga和In的含量,可以控制Al-Zn-Mg-Cu合金的溶解速率;当Ga、In的含量由2.01%、0.20%增至2.44%、0.52%时,铝合金的溶解速率由0.049 8mg/(mm2·h)增至3.402 0mg/(mm2·h),增幅显著。铝合金可溶解的原因是在含有Ga和In两种元素的第二相周围首先开始腐蚀,随后沿着基体表面扩展,腐蚀产物开裂、脱落,铝与水的反应持续进行。     

AZ91-3Ca镁合金组织结构和电化学行为的研究

利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)以及电化学测试法和失重法研究了铸态AZ91-3Ca镁合金分别在退火处理前后的相组成以及不同退火处理条件下的腐蚀行为。结果表明,铸态AZ91-3Ca镁合金主要由基体α-Mg相和沿着晶界附近分布的网状共晶相组成。共晶相中含有α-Mg相,实心块状β-Mg_(17)Al_(12)相和鱼骨状(Mg,Al)_2Ca相等。300和400℃退火处理后合金的组织结构没有明显变化,但是在较高退火温度500℃下保温2.0 h后,β-Mg_(17)Al_(12)相溶解促进了一种含有Mg,Al,Zn,Ca 4种元素的四元相的生成。在500℃保温16.0 h后,基体中Al元素含量最多,且分布均匀,在NaCl水溶液中耐蚀性能最佳,其自腐蚀电位为-1330mV,电流密度为1.222×10~(-4)A/cm~2,腐蚀速率为0.11 mg/cm~2·h。     

TiAl合金表面搪瓷基复合涂层与多弧离子镀NiCrAlY涂层的抗热腐蚀行为对比研究

以Ti-45Al-2Mn-2Nb合金为基体,采用多弧离子镀制备NiCrAlY涂层、喷涂-烧结法制备搪瓷基复合涂层,对比研究了2种涂层以及合金基体的热腐蚀行为。热腐蚀实验温度为850℃,选用饱和盐溶液溶质成分为75%Na_2SO_4+25%NaCl (质量分数),涂盐量为1.5～2.5 mg/cm~2。研究结果表明,合金基体完全不具备抗热腐蚀能力,表面形成的氧化膜疏松多孔,且极易剥落;NiCrAlY涂层表面生成的保护性Al_2O_3膜提高了合金的抗热腐蚀能力,然而涂层与基体间严重的互扩散及Al_2O_3膜与熔盐的碱性溶解使得NiCrAlY涂层逐渐失效,热腐蚀60 h即出现氧化膜的剥落;而搪瓷基复合涂层在熔盐环境中只发生了轻微的物理溶解,具有极高的热稳定性及较低的热腐蚀速率,有效地阻隔了腐蚀性离子的入侵,抗热腐蚀性能优异。     

一种飞机结构用铝合金表面镀层的制备及其耐蚀性

针对飞机结构用铝合金在使用过程中容易发生腐蚀的缺点,采用化学镀工艺在2024航空铝合金表面制备了Ni-P合金、Ni-W-P合金和Ni-P-MWCNTs复合镀层3种镀层,研究多臂碳纳米管(MWCNTs)与Na_2WO_4添加量对镀层沉积速率的影响,并对三种镀层的表面微观形貌、结合力、疏水性能、耐蚀性等进行观察与分析。结果表明:Ni-P-MWCNTs复合镀层的沉积速率随着WMCNTs量的增加呈现先增后减,当WMCNTs加入量为0.3g/L时,其沉积速率达到最大值10.03mg/(cm~2·h)。Ni-W-P合金镀层的沉积速率随着Na2WO4加入量的增大而增大并逐渐趋于稳定,当Na_2WO_4加入量为18g/L时,沉积速率达到15.21mg/(cm~2·h)。几种试样的综合性能由强到弱依次为Ni-W-P镀层Ni-P-MWCNTs镀层Ni-P镀层基体试样。     

Cd对AM50-Y-0.6Sb镁合金组织与腐蚀性能的影响

研究了合金元素Cd含量对AM50-Y-0.6Sb镁合金的显微组织和腐蚀性能的影响.研究表明,AM50-Y-0.6Sb合金组织主要由α-Mg固溶体、β-Mg17 Al12相、Al2Y相、YSb相组成.随着Cd含量增加,合金组织逐渐细化,Cd固溶于基体不形成新相,当Cd含量为1％时,晶粒和析出相最为均匀细小分布.合金腐蚀速率和腐蚀电流密度随着Cd的增加而降低,而自腐蚀电位正移.当Cd含量为1％时,合金耐蚀性最佳,腐蚀速率仅有1.07 mg·cm-2·d-1,比未添加Cd合金降低了42.5％.     

生物医用挤压态Mg-Zn-Gd镁合金的组织与耐电化学腐蚀性能

通过光学显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)观察了Mg-x Zn-y Gd(x=1~3,y=0~3)合金的挤压态组织及腐蚀形貌。结果表明:挤压态组织得到细化,平均晶粒尺寸从Mg-3Zn合金的(30±3)μm降到Mg-3Zn-1Gd合金的(10±2)μm,说明挤压过程发生了明显的动态再结晶,第二相沿挤压方向趋于带状分布。Mg-x Zn-y Gd合金的腐蚀以点蚀为主,在浸泡的时间段内,Mg-3Zn-2Gd合金的腐蚀速率最快,Mg-3Zn合金的腐蚀速率最低。经固溶处理后,Mg-3Zn-2Gd和Mg-3Zn-3Gd合金的腐蚀速率由原来的(0.605±0.025)和(0.352±0.021)mg/(cm2·h)分别降为(0.085±0.010)和(0.167±0.020)mg/(cm2·h)。随着Zn含量的增加,自腐蚀电流密度逐渐降低,高频区容抗半环逐渐增大;随着Gd含量的增加,自腐蚀电流密度逐渐先升高后降低,高频区容抗半环先降低后升高。Mg-3Zn合金的自腐蚀电流密度最小,为8.65×10-3(m A/cm2);而其Faraday电阻Rt最大,为3312Ω。     

稀土元素La对Mg-Hg-Ga阳极材料组织与腐蚀电化学性能的影响

利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)分析稀土元素La对Mg-Hg-Ga阳极材料显微组织的影响,并采用恒电流放电、动电位极化扫描、交流阻抗法、阳极效率测试和化学浸泡法研究La对Mg-Hg-Ga阳极材料腐蚀电化学性能的影响。结果表明:La的添加能使Mg-Hg-Ga合金晶粒细化,大量的Mg17La2和La Hg6相聚集在晶界处呈网状分布。随着La含量的升高,合金电化学活性下降,耐腐蚀性能先降低后增加,阳极效率先下降后升高,Mg-Hg-Ga-2%La合金的析氢速率为17.92 m L/(cm2·h),阳极效率为50.3%;而Mg-Hg-Ga-6%La合金的析氢速率仅为0.45 m L/(cm2·h),阳极效率为82.5%。这是因为随着La含量的升高,合金中新增的Mg17La2和La Hg6相为弱阴极性相,与α-Mg之间形成的腐蚀原电池驱动力较小,从而抑制镁基体的腐蚀。     

微量元素Sr对Al-Mg-Si-Cu基合金车身板腐蚀性能的影响

采用全浸腐蚀实验、盐雾实验和电化学实验研究了微量元素Sr对Al-Mg-Si-Cu合金车身板腐蚀性能的影响.全浸腐蚀实验结果表明:合金加入Sr后,其质量损失速度由2.76 mg/(h·cm2)降为1.39 mg/(h·cm2),盐雾实验结果表明:合金加入Sr后,其质量损失速度由8.56×10-3mg/(h·cm2)降为5.90×10-3mg/(h·cm2),Sr可以明显减缓合金的腐蚀速度.电化学实验结果表明:合金加入Sr后,合金稳定电位较负,稳定时间长,合金钝化区较短,腐蚀电位ψcorr更负,且腐蚀电流密度较小.     

合金元素对铝合金在泰国曼谷地区初期腐蚀行为的影响

在泰国曼谷地区对5083、6063和7020 3种铝合金进行为期1 a的暴晒实验,采用SEM、电化学实验、XPS和扫描Kelvin探针显微镜(SKPFM)对3种铝合金初期腐蚀形貌及腐蚀机理进行研究。结果表明:6063铝合金中Mg、Si、Fe等合金元素含量较少,腐蚀电位相对较高,约为-0.66 V (vs SCE),腐蚀产物膜较为致密,耐蚀性较好,在泰国曼谷地区的腐蚀速率约为0.7 g/(m^2·a)。7020铝合金含有较多Mg、Zn等合金元素,腐蚀电位约为-0.78 V (vs SCE),腐蚀最为严重,腐蚀速率约为3.26 g/(m^2·a)。3种铝合金均含有Mn、Si、Fe等合金元素,从而形成Fe-Si-Al或Fe-Si(Mn)-Al第二相,第二相表面电位高于基体225~280 mV,在大气环境中第二相作为阴极相,周围的基体Al优先溶解脱落,成为点蚀坑。     

均匀化退火对Mg-9Al-1Zn-0.2Ni-0.1Mn合金组织和腐蚀性能的影响

采用X射线衍射、扫描电镜背散射等测试手段研究了Mg-9Al-1Zn-0.2Ni-0.1Mn合金不同状态的相组成、显微组织和腐蚀形貌,采用失重法测量了不同状态合金的腐蚀速率,采用动电位极化扫描法和交流阻抗法研究了不同状态合金的电化学特性。结果表明:铸态合金主要包含α-Mg相和第二相β-Mg17Al12,连续分布的第二相对腐蚀速率具有削弱作用。经415℃、保温20 h的均匀化退火后,绝大部分第二相溶入α-Mg基体,相分布形态被破坏,均匀化合金腐蚀速率达到3.99 mg/(cm2·h),比铸态提升了21%。     

热浸镀镍基合金涂层组织及腐蚀行为

采用热浸镀技术在Q235钢表面制备了镍基合金涂层,采用XRD和SEM-EDS研究了涂层腐蚀前后的相组成、形貌和成分,并探讨了腐蚀机理.结果表明:涂层中有多种形态的析出物,涂层与基体之间存在宽5～8μm的过渡带;盐雾试验后,涂层表面腐蚀产物为Ni(OH)2,Fe3O4和Fe+3O(OH),平均腐蚀速率大约为1.18×10-7g/(h·mm2);腐蚀首先发生在显微孔洞或析出相边界处,表现为局部腐蚀特征.