用灰色关联分析法研究喷淋在复合盐雾试验中的作用

为研究喷淋在模拟浪花飞溅区腐蚀的复合盐雾试验中的作用,采用灰色关联分析法,计算了盐雾+保持、盐雾+喷淋、盐雾+干燥、盐雾+干燥+喷淋4种加速试验条件下火焰喷涂锌涂层腐蚀失重、腐蚀电位与实海暴露数据间的灰关联度。结果表明:引入喷淋过程的盐雾+喷淋试验和盐雾+干燥+喷淋试验的模拟性更好,说明在传统盐雾试验、盐雾+干燥试验的基础上引入喷淋过程,能够更好地模拟浪花飞溅区中盐雾、干湿交替与浪花飞溅冲击间的耦合效应。     

2A12铝合金模拟海洋大气腐蚀的加速试验研究

采用连续盐雾、循环盐雾、周期浸泡、周期降雨等四种模式的加速腐蚀试验方法模拟2A12铝合金在海洋性大气环境中的腐蚀规律,通过腐蚀外观形貌、腐蚀失重等方面分析加速腐蚀试验对海洋性大气腐蚀规律的模拟性和加速性,结果表明,周期降雨试验和循环盐雾试验可以较好地模拟2Al2铝合金在琼海大气环境中的腐蚀规律.     

Mg和RE对电弧喷涂Zn-Al合金涂层耐腐蚀性能的影响

为了探究在ZnAl合金涂层中加入Mg、RE元素后对其耐腐蚀性能的影响,采用中性盐雾试验对电弧喷涂ZnAl合金涂层和ZnAlMgRE多元合金涂层进行了耐腐蚀性能研究,通过SEM/EDS和XRD对涂层腐蚀前后的结构和组成进行了分析,采用交流阻抗研究了腐蚀电化学机制。结果表明:Zn Al涂层和Zn Al MgRE涂层孔隙率分别为4.2%和3.6%,后者的孔隙率更低;经不同周期中性盐雾试验后,Zn Al MgRE涂层表面生成难溶的Mg、Al尖晶石型产物,电化学阻抗谱表明其具有更好的耐盐雾腐蚀性能。ZnAl合金中Mg的加入与Al共同使涂层在盐雾试验中形成难溶于水的腐蚀产物,通过阻碍Zn腐蚀产物的流失,最终形成致密的腐蚀产物层,提升自封闭效果; RE元素的加入细化了涂层组织,并使其更加致密。二者共同促使涂层及腐蚀产物层对腐蚀介质向基体中的渗透形成阻碍作用,进而达到更好的耐腐蚀效果。     

23Co14Ni12Cr3Mo超高强钢在模拟海水环境中的腐蚀行为

采用模拟海水干湿交替气氛的周期浸润腐蚀、模拟海水大气环境的中性盐雾腐蚀及模拟海水全浸区的全浸腐蚀三种加速腐蚀实验方法以及电化学阻抗谱技术进行了23Co14Ni12Cr3Mo超高强钢在海水模拟环境下的腐蚀行为。采用扫描电镜和X射线衍射方法对腐蚀形貌及腐蚀产物组分进行分析研究。结果表明:在模拟环境加速腐蚀实验中,23Co14Ni12Cr3Mo超高强钢腐蚀产物可分为外层锈层γ-FeOOH和内层锈层α-FeOOH,通过模拟三种海水环境的腐蚀速率得出干湿交替环境中的耐腐蚀性最差,腐蚀均是从点蚀开始,慢慢扩大,由局部腐蚀逐渐发展成均匀腐蚀。     

15-5PH不锈钢表面沉积TiCrN薄膜的耐环境腐蚀性能研究

为了进一步解决飞行器金属结构材料面临的环境腐蚀问题,采用多弧离子镀技术在15-5PH不锈钢表面沉积TiCrN薄膜,通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对样品的物相组成和腐蚀形貌进行表征,利用中性盐雾、酸性盐雾、海洋大气环境暴晒和温湿度环境试验对TiCrN薄膜的耐环境腐蚀性能进行研究。结果表明：15-5PH试样经中性盐雾、酸性干湿盐雾、海洋大气暴露环境腐蚀后,膜层的腐蚀形式为点状腐蚀,基体的腐蚀形式为均匀腐蚀。相比中性盐雾和海洋大气暴露环境,酸性盐雾试验中氢离子与氯离子具有显著的协同效应,从而对TiCrN薄膜表现出更强的腐蚀性。温湿度环境试验考核后,TiCrN膜层表面平整光滑,无裂纹、孔洞、凸起等缺陷。15-5PH不锈钢表面沉积TiCrN薄膜具有一定的耐环境腐蚀能力,满足相关标准规定的温湿度环境试验要求。     

高强铝合金加速腐蚀方法的研究

以ｐＨ＝３．０的５％ＮａＣｌ＋０．５％（ＮＨ４）２ＳＯ４溶液为加速剂，对ＬＹ１２和ＬＣ４两种高强铝合金进行了间歇盐雾和周期轮浸腐蚀试验。结果表明，两种加速腐蚀方法之间有类似的腐蚀动力学规律，其中前者相对于大气腐蚀有较好的模拟性和加速性。根据材料腐蚀动力学规律提出了“参照腐蚀率”的概念，并以此作为腐蚀程度的评估准则，定量评定了间歇盐雾相对于大气腐蚀的加速性。     

航空铝合金大气腐蚀加速试验研究

针对航空铝合金LC4CS的大气腐蚀,采用电化学技术、扫描电子显微镜等方法研究了连续盐雾、周期浸润和综合环境等加速试验.通过户内外试验的比较,对加速试验的模拟性和加速性进行了讨论.结果表明,综合环境试验较好地模拟了大气腐蚀过程中材料表面干/湿循环和电化学特点;同时综合环境试验也较好地模拟了铝合金试样表面的宏观形貌和微观形貌,较好地反映了户外暴露试验的动力学特征.因此综合环境试验是更为合理的加速试验.     

含Zn-Al磷酸盐防腐蚀涂层的制备与腐蚀机理研究

为制备出具有更高耐蚀性、尤其是耐海洋气候腐蚀的Zn-Al基金属陶瓷涂层,以磷酸二氢铝作为粘结剂,氧化镁、氧化锌作为固化剂,锌、铝粉作为填料,聚四氟乙烯作为助剂,制备了一种含Zn-Al磷酸盐防腐蚀涂料,通过空气喷涂后热固化的方式在300M高强钢表面制备出含Zn-Al磷酸盐防腐蚀涂层,并对涂层进行了中性盐雾试验以及电化学试验,采用扫描电镜和能谱分析形貌及成分。结果表明:涂层中性盐雾腐蚀寿命达到1 000 h;涂层的自腐蚀电位低于基体,能为基体提供阴极保护;含Zn-Al磷酸盐防腐蚀涂层的腐蚀过程分为4个阶段,涂层的主要防护机制为金属粉的牺牲阳极作用和腐蚀产物的屏蔽效应。     

海洋钢结构浪花飞溅区腐蚀防护技术

随着我国对海洋资源的开发,海洋钢结构的腐蚀控制技术越来越受到关注。海洋环境可以分为海洋大气区、浪花飞溅区、海水潮差区、海水全浸区和海底泥土区等5个腐蚀区带。其中,海洋钢结构在浪花飞溅区腐蚀最为严重。在浪花飞溅区,钢表面受到海水的周期性润湿,处于干湿交替状态,氧供应充分,盐分不断浓缩,加之阳光、风吹和海水环境等协同作用导致发生最严重的腐蚀。锈层的自氧化反应是加速钢结构在浪花飞溅区腐蚀的一个主要原因。当前,国内对于海洋钢铁设施大气区通常采用涂料保护,海水全浸区采用电化学保护,都取得了较好的保护效果,但是这些保护技术对于钢结构在浪花飞溅区的腐蚀防护效果并不佳。而复层矿脂包覆防腐(PTC)技术是当前海洋钢铁设施浪花飞溅区防腐蚀应用较为理想的方法,对此进行了重点介绍。     

中性盐雾条件下典型铝合金基底层腐蚀行为研究

为了研究中性盐雾环境条件下铝合金基底层的防护作用及腐蚀规律,以阳极氧化膜、硬质阳极氧化膜、铬化膜以及磷铬化膜4种典型铝合金基底层为研究对象,通过开展中性盐雾试验,分别对上述4种基底层与有机涂层配合使用时,在7075、2A12、6063以及5A06共4种铝合金基体材料上的耐蚀性能以及抗腐蚀扩展性能等进行试验研究,并对其腐蚀规律进行分析,并对无划痕试样的腐蚀外观、附着力以及有划痕试样的最大腐蚀宽度进行测试,获得了以4种铝合金材料为基体的6种铝合金基底层在中性盐雾试验环境下的腐蚀失效情况、附着力变化情况以及不同基底层的抗腐蚀扩展性能测试结果。结果表明：不同铝合金材料类型对基底层的耐中性盐雾性能具有重要影响;铝合金基底层的性能对提高防护体系的耐中性盐雾性能具有重要作用;封闭处理能够显著提高阳极氧化膜、硬质阳极氧化膜的耐蚀性能及与有机涂层的附着性能;附着力水平不是涂层体系耐蚀性能的决定性因素。     

机械镀Zn-Al合金镀层的耐腐蚀性能研究

为了增强机械镀镀层的耐腐蚀性能,采用机械镀方法,以含铝5%(质量分数)的Zn-Al合金粉为原料,在Q235钢材基体表面制备了Zn-Al合金镀层。利用扫描电镜(SEM)表征了合金镀层的截面和断面形貌;采用极化曲线、电化学阻抗谱(EIS)分析了合金镀层在3.5%NaCl溶液中的电化学行为;通过中性盐雾腐蚀实验分析了合金镀层的耐蚀性,并采用XRD分析了镀层的盐雾腐蚀产物。结果表明,Zn-Al合金镀层由葫芦状的Zn-Al合金颗粒交错互嵌堆积而成,镀层颗粒之间以类似隼接的连接方式搭接“卡锁”;与机械镀Zn层相比,Zn-Al合金镀层的腐蚀电位正移了209 mV,腐蚀电流密度仅为纯Zn镀层的7.1%左右,极化电阻为纯Zn镀层的14倍;Zn-Al合金镀层的容抗弧半径明显大于纯Zn镀层的弧半径,且Q_dl较纯锌层减小;纯Zn镀层出现白锈和红锈的时间分别为24和362 h,而Zn-Al合金镀层出现白锈和红锈的时间为48和504 h。Zn-Al合金镀层的耐中性盐雾腐蚀性能明显优于纯Zn镀层,合金镀层对电荷转移具有更好的抑制作用,且Zn-Al合金镀层的腐蚀产物结构致密,可增强物理屏蔽功能。     

机械镀锌-锰、锌-铝-锰合金工艺及镀层的耐蚀性能

为了获得性能良好的含锰合金镀层,以机械镀锌和机械镀锌-铝工艺为基础,通过调整活化剂和促进剂的种类及用量,开发了机械镀锌-锰合金工艺.利用该工艺可在钢基表面获得不同配比的锌-锰及锌-铝-锰合金镀层,对镀层进行了5%NaCl溶液喷雾加速腐蚀试验及全浸加速腐蚀试验,并与机械镀锌层进行了对比.结果表明,各种配比的锌-锰合金镀层的耐蚀性能优于机械镀锌层,且其耐蚀性随着锰含量的增加而增加;锌-铝-锰合金镀层的耐蚀性能比镀锌层提高数十倍.     

海洋环境下热喷涂锌、铝及其合金涂层防腐蚀机理研究概况

综述了国内外几十年来在不同海水环境中对热喷涂锌铝及其合金涂层防护性能和机理研究的成果.热喷涂锌铝及其合金涂层在海洋环境中具有优良的长效防护性能,锌具有优良的电化学保护性,铝具有比锌更好的化学稳定性,锌铝合金既保留了锌的电化学特点,又具有铝的化学稳定性能.指出了今后的研究重点应该是金属与有机复合层在浪花飞溅区苛刻腐蚀环境下界面的腐蚀规律和腐蚀机理的探讨,对金属与有机复合层界面的腐蚀原因在理论上做出了本质的解释,并能预测涂层体系的防腐蚀寿命.     

盐雾环境中玻璃纤维/不饱和聚酯复合材料腐蚀深度对弯曲性能的影响

采用中性盐雾加速老化试验模拟海洋大气环境, 对玻璃纤维/不饱和聚酯复合材料在盐雾环境中的弯曲性能进行了研究。通过玻璃纤维/不饱和聚酯复合材料经盐雾加速老化后的吸湿率、玻璃化转变温度、巴氏硬度和弯曲性能的变化, 结合金相显微镜观测得到的腐蚀深度, 研究腐蚀深度对玻璃纤维/不饱和聚酯复合材料耐久性的影响。结果表明:老化初期玻璃纤维/不饱和聚酯复合材料的吸湿率随时间增长较快, 随后增长逐渐趋于稳定。玻璃纤维/不饱和聚酯复合材料的玻璃化转变温度呈现先增加后下降的趋势, 老化180 d后玻璃化转变温度增加了2.1%;老化180 d后玻璃纤维/不饱和聚酯复合材料的巴氏硬度与老化前相比降低了17.6%, 弯曲强度损失率为10%。基于金相显微镜分析得到老化后玻璃纤维/不饱和聚酯复合材料的腐蚀深度, 建立了腐蚀深度与弯曲强度之间的关系。      

激光-等离子复合热源喷涂NiCrAlY 涂层的抗盐雾腐蚀性能

激光和等离子复合热喷涂可以获得高性能的涂层,目前还缺少用其制备N iCrA lY喷涂层的研究报道。利用复合热源喷涂工艺,在38CrMoA l基体上制备了N iCrA lY涂层。通过中性盐雾腐蚀(NSS)试验研究了复合热源喷涂N iCrA lY层的抗腐蚀性能,利用光学显微镜,XRD,SEM等研究了涂层的显微组织结构以及腐蚀前后的成分变化,并对涂层的腐蚀机理进行了分析。结果表明:复合热源喷涂N iCrA lY层与基体呈冶金结合,组织结构致密、结合强度高;此涂层具有优异的抗盐雾腐蚀性能,腐蚀96 h后失重量不到基体的1/50,腐蚀机理主要为孔洞腐蚀,且随腐蚀时间的延长,抗腐蚀性能的优越性更加明显。     

热镀锌和锌铝合金镀层的微观组织及盐雾腐蚀行为

采用间歇式中性盐雾加速试验方法研究了Q235钢热镀锌及55Al-Zn合金镀层的腐蚀行为，利用扫描电镜（SEM）和能谱仪（EDS）分析了镀层的微观组织和腐蚀产物的成分。镀层的微观组织分析结果表明热镀锌层由表及里是η相（纯锌），ζ相（FeZn13),δ1相（FeZn7）和α固溶体组成；热镀锌铝合金镀层由两层组成，外层由富锌和富铝两相固溶体组成，内层由单一的η相（Fe2Al5)组成。盐雾试验和腐蚀产物分析结果表明，热镀锌铝合金层的耐腐蚀性能优于热镀锌层。     

Development of dense corrosion resistant coatings by an improved HVOF spraying process

For 6 years, we have developed corrosion resistant coatings to protect steel structures in the marine environment by using a thermal spray technique. This paper summarizes the major developments and results obtained. Such a coating requires primarily impermeability and secondarily homogenous and clean microstructure. In order to make denser and highly corrosion resistant coatings, we selected spray materials and improved fabrication processes. HastelloyC was a suitable material for High Velocity Oxy-Fuel (HVOF) spraying to form corrosion resistant coatings because of its high resistance against thermal oxidation as well as seawater corrosion, especially crevice and pitting corrosion. An inert gas shroud system was attached with a commercial HVOF apparatus and this attachment increased the in-flight velocity of spray particles over 750 m s^?1 and simultaneously suppressed oxidation significantly. In addition, some new methods were designed to evaluate the sprayed particle’s state and the coating properties with high accuracy and sensitivity. Thermal energy of in-flight spray particles was revealed by molten fraction of spray particles, determined by quantitative analysis of melted and unmelted particles captured in an agar gel. Through-porosity of the coatings with open porosity below 0.1% was determined by using Inductively Coupled Plasma analysis of dissolved substance from substrate through the penetrating path of the coatings. The coating of HastelloyC nickel base alloy by the HVOF spraying with the gas shroud attachment had zero through-porosity and 0.2 mass% of oxygen content. The laboratory corrosion tests showed that the on-shroud HastelloyC coating was comparable to the bulk material of HastelloyC in terms of corrosion resistance. This coating, formed on steel, demonstrated an excellent protective performance over 10 months in the marine exposure test.