Al3Zr/Al基原位复合材料等离子体焊接区的组织及表面腐蚀行为

摘要： 本文以5wt%Al3Zr/铝基复合材料为研究对象,以Ar气体为离子气体,Al-Ti-B为丝材进行等离子焊接。用电化学综合测试仪测定了焊接区在3.5%NaCl溶液中的腐蚀极化曲线。采用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）对复合材料及其焊缝的组织和相组成进行了分析和表征,研究了Al3Zr/Al基复合材料等离子焊接后在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为和腐蚀机理。SEM分析结果表明,等离子弧焊接可获得较好的焊缝组织,焊缝组织主要由Al3Ti相和Al基体组成,Al3Ti相呈条状和球形。电化学极化曲线表明,材料在熔核处的耐蚀性略低于母材,焊缝处浸泡腐蚀机理为Al3Ti相和基体相的电极电位不同形成原电池反应造成。     

等离子弧焊接SiCp/Al基复合材料焊缝“原位”合金化分析

采用等离子弧焊焊接SiCp／Al基复合材料,以Ar＋N2为离子气,并以Ti作为合金化填充材料,研究了焊缝“原位”合金化元素Ti对焊缝显微组织的影响。结果表明,采用焊缝原位合金化方法焊接SiC颗粒增强铝基复合材料（sicp／A1MMCs）,可以有效抑制焊缝中针状脆性相Al4C3的形成,并且由于耶的加入,改善了增强相和Al基体之间的润湿性,形成了稳定的熔池,得到以均匀分布的TiN、AlN等为增强相的新型铝基复合材料焊缝,焊接性能得到有效提高。同时还研究了Ti的添加量对焊缝显微组织的影响,结果发现,随着耶含量的增加,焊缝中还生成如Ti5Si3等新的增强相。焊缝“原位”合金化等离子弧焊接是焊接SiCp／Al基复合材料的一种新方法。     

双轴肩搅拌摩擦焊对6061-T6铝合金表面组织及其在3.5%NaCl中腐蚀行为的影响

采用双轴肩搅拌摩擦焊(BTFSW)技术对7.8 mm厚6061-T6铝合金进行了焊接,对焊接接头各部分的微观组织和截面显微硬度进行了分析,并对母材和焊核在3.5%Na Cl溶液中的腐蚀电化学行为和腐蚀产物膜进行了研究.结果表明,BTFSW后焊缝表面质量良好,热-机影响区晶粒发生再结晶和塑性变形,部分再结晶晶粒发生了伸长和弯曲;热影响区的部分晶粒在热循环的作用下发生粗化,焊核呈细小的等轴晶组织;焊接接头中前进侧热-机影响区硬度最低;在3.5%Na Cl溶液中,6061-T6铝合金的极化曲线表现为阳极溶解和点蚀,母材和焊核区的电化学阻抗谱均由容抗弧和感抗弧组成,BTFSW后6061铝合金的腐蚀电流降低;浸泡480 h后,呈疖状腐蚀的特征,腐蚀产物为Al(OH)3和Al2O3.BTFSW可提高6061-T6铝合金的耐蚀性.     

SiC表面化学镀镍对SiC_p/Al复合材料界面及耐蚀性影响

对SiC_p表面化学镀镍后制备的铝基复合材料(SiC_p-Ni/Al)界面及耐蚀性差异进行研究。采用XRD,SEM及EDS观察SiC_p-Ni/Al与未镀镍SiC_p制备的Al基复合材料(SiC_p/Al)界面,通过极化曲线及电化学噪声测试其耐蚀性。结果表明,镀镍层改善了SiC_p与Al基体间的润湿性,提高了界面结合强度,减少了有害界面反应物A14C3的生成。SiC_p/Al在3.5%(质量分数)Na Cl溶液中浸泡2000 s前表现为局部腐蚀行为,之后转变为均匀腐蚀。而SiC_p-Ni/Al在整个浸泡过程表现为局部腐蚀,且其自腐蚀电位较高,噪声电阻较大,耐蚀性更好。     

搅拌摩擦加工对Al-TiB_2复合材料在3.5 wt.%氯化钠溶液中腐蚀行为的影响（英文）

研究铸态和搅拌摩擦加工后的Al-TiB_2基复合材料在3.5wt.%氯化钠溶液中的显微组织和腐蚀行为。采用X射线衍射、扫描电镜和电子背散射衍射技术对材料的显微组织进行表征,并采用线性/循环动电位极化、电化学阻抗谱和ASTM-G67测试评估材料的腐蚀行为。结果显示,复合材料铝基体中含有亚微米级的TiB_2颗粒,其周围围绕着块状和细小的Al_3Ti团簇,材料表现出较低且均匀的腐蚀速率。在动电位循环测验中,没有出现正循环曲线,证明其具有抵抗点蚀的能力,这归因于TiB_2粒子的非导电性本质和块状Al_3Ti相的含量可控。然而,无论是搅拌摩擦加工态还是铸态复合材料都容易发生晶间腐蚀,晶界处的Al_3Ti和TiB_2是腐蚀的起始位点;电化学阻抗研究表明,这是由于Al_3Ti和TiB_2对保护氧化膜具有不利影响,且随着浸泡时间的增加,其不利影响增加。     

高铝、铁青铜Cu-15Al-xFe在NaCl溶液中的腐蚀行为

通过电化学极化、静态浸泡等方法研究了真空吸铸态高铝、高铁青铜合金Cu-15Al-x Fe(x=10,12,15,质量分数)在3.5%(质量分数)Na Cl溶液中的腐蚀行为,用扫描电镜及能谱仪对亚快速凝固合金腐蚀前后微观组织和腐蚀形貌进行了观察,分析了铝青铜合金的腐蚀机理及Fe含量对铝青铜合金耐蚀性的影响。结果表明:在3.5%Na Cl溶液中,Cu-15Al-x Fe合金中的富铁相与基体相比,具有明显的优先腐蚀倾向,合金主要发生脱Al和Fe选择性腐蚀,这主要是由于富铁相组织中Al和Fe含量高于基体组织所致。其中,Fe含量为12%时合金的耐蚀性最好。     

盐浴渗铝对MB5镁合金焊接接头耐蚀性的影响

采用盐浴渗铝的方法,在380℃对MB5镁合金焊接接头进行了保温一定时间的处理。采用SEM,EDS和电化学工作站等手段对渗层的组织结构和耐蚀性进行了研究,测量了盐浴渗铝前后试样的电化学腐蚀极化曲线。结果表明,在接头试样表面获得了一定厚度的渗铝层,渗铝层主要由Mg3Al2和Mg17Al12这2种物相组成。该渗铝层明显改善了接头试样在w(Na Cl)3.5%溶液中的耐蚀性。     

CT80连续油管焊接接头的电化学腐蚀行为研究

采用光学显微镜观察了CT80连续油管焊接接头母材、热影响区(HAZ)和焊缝的显微组织;采用动电位极化技术和电化学阻抗谱测试方法研究了焊接接头各区域在3.5%Na Cl溶液中的电化学腐蚀行为。结果表明:CT80连续油管母材的显微组织为细小的铁素体+珠光体;焊缝的显微组织不均匀,焊缝中心晶粒细小,两侧晶粒粗大;热影响区的显微组织为魏氏体组织。在3.5%NaCl溶液中,CT80连续油管焊接接头各区域的热力学稳定性顺序依次为HAZ母材焊缝;HAZ区的极化电阻最大,腐蚀速率最小,耐蚀性最好;焊缝的极化电阻最小,腐蚀速率最大,耐蚀性最差;CT80连续油管焊接接头各区域耐蚀性的顺序依次为HAZ母材焊缝。     

Ti-Al-Si-Mg对SiCp/Al基复合材料等离子弧原位焊接焊缝组织和性能的影响

以填充自制药芯铝焊丝的形式向熔池内部直接添加Ti,Al,Si,Mg等金属元素,用氩氮混合等离子气体对SiCp/Al基复合材料进行等离子弧原位焊接.分析了Ti-Al-Si-Mg以及它们的氧化物对焊缝组织和性能的影响.结果表明,以Ti-Al-Si-Mg作为原位反应填充材料,可以有效抑制针状脆生相Al4C3的生成,改善熔池流...     

Al、Ti含量对锻态Incoloy825合金组织和耐腐蚀性能的影响

在热力学模拟Incoloy825合金成分范围内研究不同Al、Ti含量对合金析出相析出规律的基础上,采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)观察了合金显微组织和腐蚀试样的表面形貌,采用电化学工作站和静态失重法测试了合金在1、3 mol/L HCl溶液中的动电位极化曲线、电化学阻抗谱和腐蚀速率。结果表明,终锻温度下Incoloy825合金由基体γ相和少量Ti(C,N)析出相组成。随着Al、Ti含量提高,块状Ti(C,N)析出量增加,组织细化;锻态Incoloy825合金的腐蚀电流密度增大,耐蚀性下降,发生点蚀的倾向增大。合金的腐蚀优先从组织中块状Ti(C,N)部位出现点蚀。随着Al、Ti含量提高,合金表面的腐蚀产物逐渐由致密变得疏松多孔,对基体的保护作用下降。     

Ti-Al合金对SiCp／6061Al复合材料等离子弧焊焊缝组织的影响

以不同Ti含量的Ti-Al合金作为合金化填加材料,采用氮氩混合等离子气体对SiCp/6061Al复合材料进行等离子弧原位焊接,研究填加材料Ti-Al中Ti质量分数的变化对焊缝组织的影响.结果表明:在熔池凝固过程中,填加材料中Ti质量分数为10%时,可有效抑制有害针状相Al4C3的生成;随填加材料中Ti质量分数的降低,焊缝中未出现脆性相Al4C3,组织中颗粒相的形貌发生较大变化,Al3Ti相的形状由粗大块状变为细长针状,并且数量大为减少;焊缝中其余增强相的尺寸均变得较为细小.     

电弧超声对SiC_p/AlMMCs焊缝组织与性能的影响

以Ti合金作为填加材料,以氮氩混合气作为离子气,对SiCp/6061Al基复合材料进行电弧超声等离子弧原位合金化焊接,研究了电弧超声对等离子弧焊接头组织和性能的影响.结果表明,在不加超声时,焊缝中新生AlN相呈细长条状,Al3Ti相粗大,TiC,TiN等新生增强颗粒分布不均匀;在加入超声后,焊缝组织细密,TiC,TiN,AlN等增强相呈细小颗粒状存在,数量增加,且分布均匀,Al3Ti相尺寸减小,数量减少,从而有效改善了焊接接头的组织和性能,使焊接接头抗拉强度最大值达到225MPa,比不加超声时提高了约7%.     

焊接工艺——熔焊

以不同Ti含量的Ti-Al合金作为合金化填加材料,采用氮氲混合等离子气体对SiCp／6061Al复合材料进行等离子弧原位焊接,研究填加材料Ti—Al中Ti质量分数的变化对焊缝组织的影响。结果表明：在熔池凝固过程中,填加材料中Ti质量分数为10％时,可有效抑制有害针状相ALC3的生成;     

焊接工艺——熔焊

以不同Ti含量的Ti-Al合金作为合金化填加材料,采用氮氲混合等离子气体对SiCp／6061Al复合材料进行等离子弧原位焊接,研究填加材料Ti—Al中Ti质量分数的变化对焊缝组织的影响。结果表明：在熔池凝固过程中,填加材料中Ti质量分数为10％时,可有效抑制有害针状相ALC3的生成;     

316/316L换热管与316/316L管板焊接接头电化学腐蚀性能

利用动电位极化曲线、电化学阻抗谱研究双牌号材料316/316L换热管和316/316L管板焊接接头与316L换热管和316L管板焊接接头的在3.5%Na Cl溶液中的电化学腐蚀行为。结果表明:双牌号材料316/316L的焊接接头耐蚀性能更优越,选择合适的焊接工艺有利于提高焊接接头的耐腐蚀性能。     

AZ91镁合金表面合成聚苯胺涂层及其腐蚀性能研究

采用循环伏安法(CV)在含草酸、苯胺单体的溶液中以AZ91镁合金为基底沉积聚苯胺(Pani)涂层,并通过IR和SEM等手段对涂层的结构和形貌特征进行表征;同时通过极化曲线、开路电位-时间曲线及电化学阻抗谱(EIS)等评价涂层在3.5%Na Cl溶液中的耐蚀性。结果表明,聚苯胺涂层有效提高了镁合金基体的自腐蚀电位,并导致镁合金腐蚀电流密度下降近两个数量级;长期浸泡过程中发现涂层能够有效抑制腐蚀溶液的渗透,阻止基体合金的腐蚀。     

SiCp/6061Al复合材料等离子弧焊工艺参数对焊缝组织及性能的影响

采用等离子弧焊接工艺研究铝基复合材料SiCp/6061Al的焊接性,借助X射线衍射、扫描电镜等手段分析接头组织,着重探讨了在填加和不填加合金化填充材料Ti的情况下,焊接电流、焊接速度对焊缝显微组织及焊接接头力学性能的影响机理,研究表明,在未填加材料Ti时,焊接工艺参数的改变并不能抑制有害相Al4C3的生成,只能改变其尺寸和数量;在填加填充材料Ti时,焊缝熔池中增强相的种类及分布是影响焊接接头性能的主要因素;适当调整焊接工艺参数有利于焊缝中心形成完全以新生颗粒TiC,TiN和AlN为增强相的完全原位反应区;同时减小新旧增强相共存区域的宽度,并消除增强相SiC颗粒的偏聚现象,从而提高了焊接接头的力学性能.     

Ti-Ni合金对SiCp/AlMMCs等离子弧原位焊接焊缝性能的影响

以Ti-Ni合金作为填加材料,采用氮氩混合等离子气对SiCp／Al基复合材料进行等离子弧原位焊接。结果表明,填加Ti-Ni合金进行等离子弧原位焊接,在焊缝组织中生成了新的增强颗粒TiN,TiC,A1N,Al3Ti和Al3Ni,未发现明显的针状相生成,有效的抑制了脆性相Al4G3并且接头组织致密,结合较好。Ni元素的添加,降低了SiC溶解程度,使得熔池中的结晶热显著提高,改善了熔池的流动性。同时在焊缝组织中形成了新的增强相AlNi,Al3Ni,从而有效地提高接头的力学性能。采用Ti-Ni合金进行等离子弧原位焊接,接头的抗拉强度为215．4MPa,达到母材强度的67．3％。     

Ti-Ni合金对SiCp/Al MMCs等离子弧原位焊接焊缝性能的影响

以Ti-Ni合金作为填加材料,采用氮氩混合等离子气对SiCp/Al基复合材料进行等离子弧原位焊接.结果表明,填加Ti-Ni合金进行等离子弧原位焊接,在焊缝组织中生成了新的增强颗粒TiN,TiC,AIN,Al3Ti和Al3Ni未发现明显的针状相生成,有效的抑制了脆性相Al4C3,并且接头组织致密,结合较好.Ni元素的添加,降低了SiC溶解程度,使得熔池中的结晶热显著提高,改善了熔池的流动性.同时在焊缝组织中形成了新的增强相AlNi,Al3Ni,从而有效地提高接头的力学性能.采用Ti-Ni合金进行等离子弧原位焊接,接头的抗拉强度为215.4MPa,达到母材强度的67.3%.     

45钢表面PII-DGPSM复合强化层的耐腐蚀性能研究

针对海工装备中常用45钢表面耐腐蚀性不足的问题,采用离子注入技术(PII)注Al和双辉等离子表面冶金技术(DGPSM)渗Cr复合,在基体45钢表面制备Al-Cr复合强化层。利用X射线衍射(XRD)、光电子能谱(XPS)、原子力显微镜(AFM)、扫描电镜(SEM)和能谱(EDS)等对试样的元素分布、物相结构进行表征。并采用极化曲线和电化学阻抗谱,对比分析Al-Cr复合涂层、注Al涂层和基体在3.5wt%NaCl溶液中的耐腐蚀性,研究其腐蚀机理。研究表明,采用复合技术制备所得Al-Cr涂层的耐腐蚀性最佳,其表面形成Cr2O3和Al2O3复合钝化膜,和涂层内部形成具有优异耐腐蚀性Fe2AlCr和Al8Cr5相,阻碍Cl-的腐蚀作用;注Al层耐腐蚀性次之,其表面形成致密Al2O3钝化膜,延缓了Cl-对基体的腐蚀作用;基体耐腐蚀性最差。