超细晶钛及钛合金的腐蚀性能研究进展

通过剧烈塑性变形(SPD)技术制备的超细晶钛及钛合金,不仅具有优异的力学性能,其腐蚀性能也与普通粗晶材料明显不同。概述了通过SPD制备的超细晶钛及钛合金的组织特点,从实现超细化前后耐蚀性能的变化方面,介绍了国内外关于超细晶钛及钛合金腐蚀性能的最新研究进展。从位错密度、织构及晶粒尺寸分布等方面,归纳总结了不同因素对超细晶钛及钛合金腐蚀性能的影响。此外,还探讨了未来超细晶钛及钛合金腐蚀行为的研究方向,以期为研制兼具高强度和优良耐蚀性的新型材料提供借鉴。     

钛及钛合金腐蚀行为研究进展

钛及钛合金在服役过程中会出现点蚀、应力腐蚀和电偶腐蚀等问题,因此对于钛及钛合金腐蚀行为的研究极为重要。综述了近年来钛及钛合金在海洋工程、航空工业、油气开采和化学工业中腐蚀行为的研究进展及存在问题,简要介绍了钛及钛合金表面处理技术取得的研究成果,最后对该领域发展趋势进行了展望：(1)在现有研究的基础上应更深入探究钛及钛合金在多影响因素耦合作用下的腐蚀失效行为及表面处理技术;(2)注重结合实验和数值模拟等手段从微观尺度探究钛及钛合金的腐蚀机理,加快建立钛及钛合金腐蚀性能等相关数据库;(3)进一步降低各种表面处理技术的成本,开发“复合防护”技术,深入探究能够提升钛及钛合金综合性能的新型表面处理技术。     

微弧氧化处理对钛合金超声辐射杆抗腐蚀性能的影响

为了提高钛合金超声辐射杆在半连续铸造中的抗空化腐蚀性能,采用NaSiO_3-NaPO_3复合盐电解液在钛合金超声辐射杆表面制备了微弧氧化膜层,然后在700℃铝熔体环境下与未作处理的辐射杆对比开展空化腐蚀实验。采用硬度仪和附着力拉拔仪分别检测氧化层的硬度和结合强度,采用扫描电镜(SEM)观察了微弧氧化膜层、基体及空化腐蚀后的表面组织形貌,并利用能谱仪(EDS)及X射线衍射仪(XRD)分析了腐蚀产物。结果表明:所得微弧氧化膜层厚度为25～30μm,硬度达到866 HV0.05,膜层结合强度达到36 MPa;在高温铝熔体空化腐蚀15 h后,经微弧氧化处理的钛合金超声辐射杆的质量损失约为未作处理的钛合金辐射杆的1/3,平均腐蚀深度约为未作处理的辐射杆的1/2,其力学性能得到增强,化学稳定性有所提高,抗腐蚀性能显著增强。     

β钛合金表面纳米晶特征及其腐蚀性能

经过30 min表面机械研磨处理后,在TNZF合金表面成功制备了表层纳米结构,并讨论了表面纳米化对TNZF合金耐腐蚀性能的影响。纳米晶形成机理主要是通过大量位错滑移并相互切割基体,以及晶格转动实现晶粒细化。在人体生理盐水(0.9%NaCl)中测试的交流阻抗谱表明,纳米晶表面与粗晶表面相比低频阻抗值有很大提高;动电位极化曲线表明,表面纳米化提高了钛合金的腐蚀电位,同时降低了腐蚀电流密度,从而提高其抗氯离子的腐蚀性能。     

大型原油储罐用钢腐蚀性能的研究进展

介绍了大型原油储罐的发展现状及其用钢腐蚀性能研究的必要性,阐述了原油储罐在使用过程的腐蚀特点和沉积水对原油储罐所引起的严重腐蚀,分析了沉积水的成分特点和腐蚀机理;结合我国原油储罐具体使用情况,说明海水腐蚀研究对大型原油储罐用钢腐蚀性能研究的参考作用;在总结碳钢和低合金钢海水腐蚀研究方法和相应研究成果基础上,提出了大型原油储罐用钢腐蚀性能研究的思路和方法;最后指出大型原油储罐用钢腐蚀性能的研究意义及其重点.     

钛合金氢脆的研究进展

本文概述了钛合金的性能特点以及钛合金氢脆的研究进展，提出了防止钛合金产生氢脆的对策。     

Ag95CuNiLi钎料钎焊钛合金与不锈钢异种金属的性能分析Ⅰ.钎料腐蚀性能

制备了Ag95CuNiLi钎料,研究了该钎料在核动力专用装置工况条件下的均匀腐蚀、点腐蚀和电偶腐蚀性能.均匀腐蚀试验结果表明,1500h后,均匀腐蚀减重趋于稳定,均匀腐蚀速率为7.2mg/(dm2*M).点腐蚀试验结果表明,在整个试验过程中,钎料表面表现为均匀腐蚀,点蚀的迹象不明显.电耦腐蚀试验结果表明,钎料-不锈钢耦合电极中,钎料为阴极而得到保护,不锈钢母材为阳极,耦合电流在亚微安级;钎料-钛合金之间的电偶腐蚀中,钛合金母材为阴极而得到保护,钎料为阳极而加速腐蚀,耦合电流稳定在1.2μA,电流密度约为1.5×10-1μA/cm2,电偶腐蚀的敏感性不大.     

油气开采用钛合金石油管材料耐腐蚀性能研究

选取5种油气开发常用钛合金材料(Ti-6Al-4V、Ti-6Al-4V-0.1Ru、Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo、Ti-3Al-8V-6Cr-4Zr-4Mo和Ti-5.5Al-4.5V-2Zr-1Mo)为研究对象,使用高温高压釜模拟国内典型严酷服役工况环境,研究了不同钛合金材料耐均匀腐蚀、局部腐蚀、点蚀、应力腐蚀开裂(SCC)及缝隙腐蚀的性能,通过使用扫描电镜和能谱分析等手段对腐蚀形貌和腐蚀产物进行了分析,并使用电化学方法对不同合金的耐腐蚀机理进行了研究。结果显示,在所测试工况条件下,所有钛合金材料腐蚀反应均为阳极控制过程,均匀腐蚀速率均低于0.001mm/a,并且对应力腐蚀开裂均有良好的抗力。Ti-6Al-4V和Ti-5.5Al-4.5V-2Zr-1Mo合金出现明显的点蚀和缝隙腐蚀问题。对腐蚀机理研究表明,在工况条件温度下,随着pH值的降低,所有钛合金均发生自腐蚀电位降低,极化电阻减小,腐蚀电流增大,耐腐蚀性能下降,其中Ti-6Al-4V耐腐蚀性能下降的最为明显,研究结果为油气开发工况下钛合金石油管的选材和缝隙腐蚀问题防治提供理论基础。     

苛刻环境中钛合金石油管材的抗腐蚀性能研究

通过高温高压腐蚀速率和应力腐蚀开裂(SCC)性能评价试验,辅以原位电化学测试分析,研究TC4钛合金石油管材在苛刻CO_2环境中的腐蚀行为和耐蚀机理。结果表明:TC4钛合金在高温高压CO_2腐蚀环境中具有极其优越的抗均匀腐蚀、局部腐蚀和SCC性能,在高达220℃的温度条件下均匀腐蚀速率仅为0.0012 mm/a。TC4钛合金在CO_2环境中的阳极极化曲线均有明显钝化区,腐蚀反应为阳极过程控制;随温度升高,TC4钛合金的自腐蚀电位降低,极化电阻减小,电化学腐蚀的热力学驱动力增大,而动力学阻滞性能减弱,腐蚀速率增大;但在高温CO_2腐蚀环境中,TC4钛合金的保护电位和点蚀电位较高,仍具有良好的钝化和再钝化能力,其在180℃时的极化电阻高达2328.2?·cm~2,具有良好的抗CO_2腐蚀性能。     

表层纳米化对钛合金电化学腐蚀影响的研究进展

表层纳米化处理可以改变材料表层的组织结构,提高材料的表面性能,而钛合金综合性能优异,有着广泛的应用,可以通过表层纳米化技术在钛合金表层制备出一定厚度的纳米层,进一步提升钛合金的耐腐蚀性能.本文介绍了表层纳米化技术和钛合金表层纳米化的作用机理,并综述了目前国内外表层纳米化对钛合金电化学腐蚀影响的研究进展,重点阐述了表层纳...     

低温钛合金的研究进展

因具有优异的低温综合性能,钛合金作为重要的低温工程材料而逐渐受到广泛重视。本文概述了当前国际低温钛合金的应用现状,从α钛合金、α/β两相钛合金及β钛合金方面,综述了钛合金低温变形机制的最新研究进展,并总结了这3类不同相成分的钛合金的低温变形机制。从温度、合金成分、形变因素和显微组织方面,归纳总结了不同因素对钛合金低温塑性变形机制的影响。另外,还探讨了低温钛合金的发展趋势,以期为新型综合性能更好的低温钛合金的设计和研发提供参考。     

LD10铝合金应力腐蚀性能的研究

采用预制疲劳裂纹的双悬臂梁（DCB）试样进行LD10铝合金的应力腐蚀实验,测得了LD10铝合金在3.5%NaCl溶液、N₂O₄、偏二甲肼和纯水中的裂纹扩展速率da/dt以及临界应力腐蚀强度因子K_ISCC。通过断口形貌分析了LD10铝合金在不同介质中的应力腐蚀机理。结果表明,LD10铝合金在3.5%NaCl溶液中腐蚀最为严重,在N₂O₄中次之,在偏二甲肼和纯水中最轻。     

钛合金的焊接研究进展

本文通过对钛及钛合金材料焊接性的分析研究,概述了钛合金焊接的研究现状,分析了不同焊接工艺条件对钛合金焊接组织与性能的影响,并对今后钛合金焊接的发展方向提出了建议。     

铝合金搅拌摩擦焊接头腐蚀性能研究进展

综述了铝合金搅拌摩擦焊接头腐蚀性能的研究进展,总结和评价了接头耐蚀性的常用研究方法。介绍了铝合金搅拌摩擦焊接头应力腐蚀开裂敏感性和常规试验方法,并提出要对搅拌摩擦焊接头腐蚀寿命进行预估,最后列举了改善接头耐蚀性的处理方法。     

Ti-Al-Sn-Zr-Mo-Si系高温钛合金的研究进展

对高温钛合金研究主要包括3个方面,一个是Ti-Al-Sn-Zr-Mo-Si系的近α合金,一个是Ti-Al金属间化合物以及钛基复合材料。主要就Ti-Al-Sn-Zr-Mo-Si系近α高温钛合金,从合金设计原则、各国主要的高温钛合金、600℃高温钛合金的特点、发展高温钛合金的问题及解决的途径、高温钛合金合金化探讨等5个方面进行了综述。     

退火温度对MAO-TC4钛合金表面组织及腐蚀性能的影响

通过微弧氧化技术(Micro-arc oxidation, MAO)对TC4合金进行表面处理,随后采用X射线衍射仪、场发射扫描电镜、激光共聚焦显微镜、硬度测试以及电化学腐蚀等方法研究不同退火温度下MAO-TC4合金的表面氧化膜层形貌、厚度、硬度、相结构以及电化学腐蚀行为。结果表明:随着退火温度的升高,MAO-TC4合金表面氧化膜层的显微硬度亦随之增大,当退火温度为850 ℃时,其最高显微硬度为592 HV0.2。450~850 ℃退火温度范围内,随退火温度升高,MAO-TC4合金的膜层耐腐蚀性先增加后降低;当退火温度为650 ℃时,膜层的自腐蚀电流密度为0.125 μA/cm²,耐腐蚀性能最佳。     

稀土元素对铝合金腐蚀性能的影响

我国科技工作者利用稀土元素的特性及其丰富资源的优势，相继开发了多种含稀土元素的有色金属合金，取得了一定的社会、技术和经济效益。本文综述了我国一些含稀土元素铝合金研究的情况，着重介绍了稀土元素对铝合金腐蚀性能及氧化着色效果的影响。     

钛合金及其油井管耐蚀性能研究进展

综述了油井管现状、钛合金组织与力学性能,重点探讨了钛合金作为油井管的耐蚀性能、影响因素与耐蚀机理,并对第一性原理计算在钛合金管材成分设计与界面腐蚀特征中的应用进行了概述。研究发现,钛合金管材具有较强的抗硫化物应力开裂(SSC)性能,在高温高压(HTHP)油气田的工况条件下具有极低的腐蚀速率,对孔蚀、缝隙腐蚀、接触腐蚀以及氢脆等也具有高的抵抗力; Ti-6Al-4V(TC4)合金表面的钝化膜在含H_2S腐蚀环境中更易遭到破坏,其稳定性会因温度变化与其他元素介入而发生变化,抗腐蚀性能也会随之发生改变。     

多孔钛抗腐蚀性能的研究

介绍了通过测多孔钛的抗弯强度、粘性渗透系数和最大孔径来判别多孔钛在硫酸等溶液中的抗腐蚀性的研究结果。试验表明,多孔钛的腐蚀程度对抗弯强度反应敏感,对粘性渗透系数次之,对最大孔径反应迟钝。多孔钛对室温3%HNO_3、2%Na_2S_2O_3和40℃的0.09%H_2SO_4有很好的耐蚀性。在室温的2%HCl和浓度大于5%H_2SO_4中有明显的腐蚀。