铝合金表面活性燃烧高速燃气喷涂WC涂层的耐中性盐雾腐蚀性能

利用活性燃烧高速燃气(AC-HVAF)喷涂技术在7075高强铝合金基体上制备了WC-10C04Cr和WC-14Co涂层,并利用SEM、EDS、XRD、电化学测试以及中性盐雾(NaCl)腐蚀试验等方法分析了涂层的物相、微观组织、耐腐蚀性能和腐蚀产物形貌.结果表明:所制备的WC涂层均未出现明显的脱碳现象,都很致密,孔隙率低于1%且与基体结合较好;WC涂层的腐蚀电位明显高于7075铝合金基体的,而涂层中hA.铬元素后进一步提高了涂层的腐蚀电位;WC-10C04Cr涂层在600 h中性盐雾试验中的耐腐蚀性能好于WC-14Co涂层的.     

硝酸镧改性无铬达克罗涂层的腐蚀行为与防腐机理

以锌粉、铝粉为原料,硝酸镧为添加剂,制备了硝酸镧改性无铬达克罗涂层,研究了改性涂层在质量分数5%NaCl溶液中浸泡后的腐蚀产物物相组成和微观形貌,探究了涂层的腐蚀行为和防腐机理。结果表明：在NaCl溶液中浸泡10 d后,涂层中部分富锌相优先腐蚀形成Zn₅(OH)₈Cl₂·H₂O,表面呈蜂窝状形貌;浸泡30 d后,腐蚀产物增多,生成Zn₅(OH)₆(CO₃)₂,表面呈海绵状结构;浸泡60 d后,腐蚀产物逐渐溶解、剥落,表面呈三维多孔网络结构。涂层的防腐机理包括腐蚀产物和稀土钝化膜的自修复作用、有机硅烷钝化膜和片状锌铝粉分层堆叠的物理屏蔽作用、锌和铝金属的牺牲阳极作用以及稀土钝化作用和缓蚀剂的缓释作用。     

高锰钢铁路辙叉表面龟裂剥落机理分析

高锰钢铁路辙叉在使用过程中因心轨表面龟裂剥落而提前失效,对其进行了扫描电镜观察和能谱仪测试分析。结果表明:断口中的夹杂物为Al2O3或[Al2O3].(CaO)x等;在表面裂纹的断口微观组织中有大量的致密疲劳辉纹和泥状腐蚀形貌,次表面裂纹断口也有疲劳辉纹,表明辙叉表面的剥落掉块为表面的腐蚀疲劳和次表面的接触疲劳所致。疲劳裂纹往往从氧化铝、氧化钙等颗粒状夹杂物或组织不均匀处萌生,表面裂纹与切应力成锐角向表层下扩展,次表面裂纹斜向表面扩展,当表面裂纹与次表面裂纹相互连接时,被裂纹包围的金属块即产生剥落,形成剥落坑。     

润滑方式对7075铝合金车削表面耐腐蚀的影响

7075高强度铝合金经常在大气环境中应用,极易发生腐蚀。7075铝合金零件配合表面需要经过切削加工而成形,其机械加工一般都是在干切削和微量润滑(Minimum Quantity Lubricant,MQL)条件下进行的。为了揭示出润滑条件对7075铝合金加工面耐腐蚀性的影响规律,进行了切削和腐蚀单因素实验。在不同的切削速度和进给量下,对直径30 mm的7075铝合金棒料,进行干车削和MQL车削加工,然后对样件进行3个周期的盐雾试验,每个周期72 h。观察其腐蚀表面形貌,统计出腐蚀面积、蚀坑数量、腐蚀损伤平均深度和腐蚀损伤度DOP等特征参数,揭示出7075铝合金在不同润滑条件下车削表面的腐蚀规律。     

切削液中的微生物对2219铝合金腐蚀行为影响

为了研究切削液中滋生的微生物对航空航天用2219铝合金的腐蚀影响,采用失重法分析切削液中的微生物对2219铝合金的腐蚀速率,使用倒置荧光显微镜观察微生物在2219铝合金表面的附着情况,利用扫描电子显微镜(SEM)和白光干涉仪分别观察表面腐蚀产物形貌及腐蚀轮廓,并用能谱仪(EDS)分析表面腐蚀产物成分,最后利用电化学阻抗...     

三尖钻钻削CFRP/Al叠层构件的表面质量研究

利用田口设计方法,进行金刚石涂层三尖麻花钻钻削CFRP(CCF300)/Al(7075)叠层材料工艺实验研究。通过设计正交实验和单因素实验获得了复合材料钻削力F随主轴转速n、进给量f和钻头直径d的变化规律,并利用回归分析建立轴向力的拟合公式。通过对刀具磨损和轴向力对制孔质量的分析发现,复合材料表面粗糙度随轴向力增大而增大,铝合金孔表面粗糙度随轴向力变化不大。在钻削过程中,金刚石涂层刀具三尖钻的磨损失效主要为涂层的剥落/分层和崩刃,考虑到制孔质量和应用安全性,刀具的使用寿命可达到180个,适合钻削CFRP/Al叠层材料。     

某含硫气田集气站汇管失效原因分析

对开裂的天然气集气末站汇管进行了宏观形貌、显微组织、化学成分分析和力学性能测试、断口形貌观察以及腐蚀产物相组成确定,对其开裂原因进行了分析。结果表明：集气末站汇管开裂裂纹位于汇管的焊缝区,裂纹分为表面裂纹与隐藏裂纹,裂纹性质属氢致开裂和应力导向氢致开裂;设备内壁防腐涂层质量低劣是导致开裂的主要原因,焊接工艺不当对开裂有明显的促进作用。     

NiCoCrAlY涂层的抗中性盐雾腐蚀性能

通过中性盐雾腐蚀试验研究了低膨胀高温合金GH907基体上采用低压等离子喷涂制备的NiCoCrAlY涂层和NiCr涂层的抗腐蚀性能,并对其腐蚀形貌与产物进行了分析.结果表明:盐雾腐蚀500 h后,NiCoCrAlY涂层表面出现了失光变色,在表面出现了几个无破坏性的腐蚀坑,涂层表面大部分仍保持较好的完整性,其腐蚀等级仅下降到9级;而NiCr涂层的表面出现了较多的腐蚀斑点,涂层的完整性已经被破坏,涂层表面产生了腐蚀裂纹,其腐蚀等级下降到4级;腐蚀产物主要为镍、铁、钴等的氧化物,NiCoCrAlY涂层表现出较强的抗中性盐雾腐蚀性能.     

高强铝合金轮辋失效分析

分析了重型车辆用高强度铝合金轮辋在实际使用过程中裂纹发生和发展的机理。采用拉伸试验机、金相显微镜、扫描电镜、能谱仪等手段详细表征了服役铝合金轮辋的力学性能、断口形貌、裂纹特征和腐蚀产物。分析结果表明,裂纹的形态呈"之"字形扩展,并且沿晶界断裂;裂纹起裂区和扩展区都存在腐蚀性元素S和Cl,具备典型的应力腐蚀特征。根据服役轮辋实际的装配和使用条件看,在腐蚀性介质条件下,铝合金轮辋与其配合的钢质锁圈存在电位差,接触产生电偶腐蚀。7A04铝合金经T6热处理后,在腐蚀环境中,其晶界存在的η相、S相和θ相等第二相相对于7A04基体晶粒本身为阳极而优先溶解,使得晶界成为活性路径,裂纹沿着这条活性路径扩展导致断裂。     

基于声发射技术的热障涂层拉伸失效模式研究

热障涂层是一种典型的脆性、非均质、多层结构的材料。服役过程中受热-力载荷的作用,将会导致涂层过早的剥落失效,其主要的失效形式为陶瓷层开裂和界面剥落失效。热障涂层的失效主要是微裂纹萌生、扩展及连通导致。利用声发射技术结合微观形貌观察,研究了拉伸载荷下热障涂层的失效过程,并识别热障涂层裂纹损伤模式。根据不同载荷下的微观形貌观察,研究拉伸载荷下热障涂层的失效过程;利用声发射特征参数分析法(如声发射事件数、幅值),将热障涂层的失效过程分为几个不同阶段,并结合形貌观察,建立声发射特征参数与裂纹损伤失效信息之间的联系;利用快速傅里叶变换(Fast Fourier transform,FFT)识别热障涂层的损伤模式。结果表明:热障涂层拉伸失效过程为裂纹首先在陶瓷层表面萌生,随后向陶瓷层/粘结层的界面处扩展,到达界面后,裂纹将沿着界面生长与扩展,最终导致热障涂层分层剥落;将热障涂层的失效过程分为四个阶段;频谱分析结果表明基体频率成分大约在0.020MHz,表面裂纹的频率成分在0.20～0.25MHz,界面裂纹的频率成分在0.15～0.20MHz。     

采用电化学交流阻抗等测试方法研究聚氨酯涂层在海水腐蚀环境中的失效机理

本文采用电化学交流阻抗谱研究聚氨酯涂层在3.5%氯化钠溶液浸泡作用下的性能变化,用FTIR对涂层失效前后的组成进行分析,用SEM研究涂层表面形貌变化,用能谱研究腐蚀产物的成分,对聚氨酯涂层在腐蚀环境中的失效机理进行详细的研究和分析。     

7075航空铝合金原位腐蚀-多轴疲劳行为分析

针对沿海地区飞机服役过程中的疲劳失效问题,利用自行开发的腐蚀装置对7075铝合金进行未腐蚀和3.5%NaCl盐雾原位腐蚀条件下,等效应力分别为200 MPa、250 MPa和300 MPa时的多轴疲劳试验。结合循环曲线和断口形貌对未腐蚀和原位腐蚀条件下的多轴疲劳失效机理进行对比分析,并提出改进的Manson-Coffin-Basquin（MCB）准则进行寿命预测。结果表明,随着等效应力的增大,7075铝合金未腐蚀和原位腐蚀条件下多轴疲劳寿命均下降;等效应力相同时,相对于未腐蚀试样,原位腐蚀试样的多轴疲劳寿命显著缩短,轴向和扭向滞回线的面积均不同程度增大;200 MPa等效应力条件下,试样多轴疲劳寿命在未腐蚀条件下为99 675周次,原位腐蚀条件下下降至55 284周次;未腐蚀和原位腐蚀条件下,裂纹源均出现在外表面,原位腐蚀试样扩展区有盐粒出现;修正的MCB准则引入加载条件和环境因素,得到了良好的预测效果,寿命预测值均位于两倍分散带内。     

铝化物涂层改性Super304H钢在模拟锅炉煤灰/气环境中的腐蚀行为

利用粉末包埋法在Super304H钢表面制备了铝化物涂层,在模拟锅炉煤灰/气环境中对涂层改性前后的Super304H钢和HR3C钢分别进行了650,750℃腐蚀试验,对比分析了其腐蚀行为及腐蚀机制。结果表明:铝化物涂层主要由FeAl和Fe3Al相组成;在650℃腐蚀500h后,涂层改性前Super304H钢表面氧化膜出现大面积剥落,而涂层改性后的钢表面则形成了均匀致密的Al2O3膜;在750℃腐蚀时,涂层改性前Super304H钢在腐蚀200h后其表面氧化层完全剥落,而涂层改性后的钢经500h腐蚀后,表面氧化膜剥落较改性前的轻,比650℃时的严重;铝化物涂层提高了Super304H钢的耐腐蚀性能,但高铬含量的HR3C钢在650℃和750℃下均表现出更好的耐腐蚀性能。     

铝合金表面激光沉积Al0.8FeCoNiCrCux高熵合金组织与耐蚀性能

为增强5XXX系铝合金表面的耐蚀性能,利用脉冲激光沉积技术制备了Al0.8FeCoNiCrCux高熵合金(HEA)涂层。利用XRD,SEM和电化学工作站分析了Al0.8FeCoNiCrCux高熵合金的相结构、微观组织和耐腐蚀性能。结果表明随着Cu含量增加,合金的相结构由BCC1和BCC2相转变为BCC1,BCC2和FCC相;当=0时,Al0.8FeCoNiCrCux涂层沿晶间出现裂纹,x=0.25时,涂层裂纹消失,并且在晶间出现了浅色组织,随着x增加,浅色组织由点状分布转变为连续生长;Al0.8FeCoNiCrCux(x=0.25,0.5,0.75,1.0)高熵合金涂层耐蚀性随Cu增加而降低,Al0.8FeCoNiCrCu0.25的腐蚀电流密为7.94×10^-8 A/cm^2,仅为基材的0.17%,腐蚀形式为点蚀,当x增加至1时,腐蚀电流密度增至8.21×10^-7 A/cm^2,为基材的1.99%,腐蚀形式转变为晶间腐蚀,但仍优于基材。显然,当0.25≤x≤1时,采用Al0.8FeCoNiCrCux涂层可显著改善铝合金的耐腐蚀性能。同时,其具有的高熵效应可抑制涂层中由基材的稀释行为引起的金属间化合物形成,解决了传统涂层材料应用在铝合金表面易产生裂纹的问题。     

HVOF喷涂FeS涂层的摩擦磨损性能研究

利用球磨方法得到适于喷涂的、粒度约为40μm的硫化亚铁(FeS)微颗粒,再用超音速火焰喷涂的方法(HVOF)在45#钢表面制备硫化亚铁固体润滑涂层.采用MM-200型摩擦磨损试验机评价该涂层在干摩擦条件下的摩擦磨损性能,用金相显微镜、X射线衍射仪和扫描电子显微镜观察分析涂层的形貌、结构、物相组成和磨损表面形貌,结果表明,FeS涂层物相主要为六方的FeS,还有少量的Fel-xS和氧化物;和45#钢相比,FeS涂层的减摩、耐磨性能优异,涂层的磨损开始以"塌陷"破坏为主,后期主要以剪切破坏为主.     

铝合金搅拌摩擦焊接头晶间腐蚀和剥落腐蚀性能研究

通过晶间腐蚀和剥层腐蚀试验,结合扫描显微镜(SEM)的微观形貌分析和腐蚀坑检测技术,研究了2024铝合金搅拌摩擦焊接头的晶间腐蚀和剥落腐蚀行为。结果表明,搅拌摩擦焊对铝合金的晶间腐蚀和剥蚀性能影响较小,搅拌摩擦焊接头对剥落腐蚀浸泡温度极其敏感。试验测得晶间腐蚀坑的最大深度分别为:铝合金母材0. 05604mm、焊接件母材区0. 04468mm、焊接件热影响区0. 05909mm、焊接件焊缝区0. 0261mm,由此可确定焊接件各个区域的腐蚀等级。     

热喷涂A1_2O_3-TiO_2复合陶瓷涂层滑动磨损特性研究

本文利用环块磨损试验机在不同载荷下对热喷涂Al_2O_3-TiO_2复合陶瓷涂层的滑动磨损特性进行了研究,结果表明热喷涂Al_2O_3-TiO_2复合陶瓷涂层干摩擦和水润滑时的磨损量均随载荷的增加而增大.利用扫描电镜观察了磨损表面形貌并用能谱分析了磨损表面成分,结果表明干摩擦情况下在低载和高载时其磨损机理有所不同:低载时主要为钢轮对涂层的涂抹及陶瓷涂层的剥落,高载时主要为陶瓷涂层的断裂剥落;水润滑情况下的磨损机理与低载干摩擦时相类似,主要为涂抹及剥落.     

304不锈钢表面磁控溅射制备Cr-C涂层的组织与耐高温电化学腐蚀性能

采用磁控溅射技术在304不锈钢集流体表面制备Cr-C涂层,研究了该涂层的微观形貌、物相组成以及在350℃熔融多硫化钠中的耐电化学腐蚀性能。结果表明:制备得到的Cr-C涂层均匀致密,由Cr₃C₂,Cr₇C₃和Cr相组成;在熔融多硫化钠中腐蚀120 h后,Cr-C涂层表面物相包括Cr₃C₂、Cr₇C₃、NaCrS₂和Cr₂S₃;Cr-C涂层电阻随着腐蚀时间的延长而增大,腐蚀120 h时可达1 454Ω·cm²,表明该涂层能够有效防止熔融多硫化钠扩散至304不锈钢基体表面,从而有效保护基体免受高温熔盐腐蚀。     

7075-T651/7075复层铝合金的显微组织和力学性能

采用冲击射流固液复合铸造法在7075-T651铝合金表面浇注7075铝合金液,制备得到7075-T651/7075复层铝合金,研究了该复层铝合金的显微组织、物相组成、硬度分布、抗拉强度和耐磨性能。结果表明:复层铝合金由7075铝合金包覆层、熔合线和7075-T651铝合金基体组成,基体又可细分为热影响Ⅰ区、热影响Ⅱ区和热影响Ⅲ区;包覆层为枝晶组织,熔合线处为细等轴晶,热影响区中均为柱状晶;复层铝合金中存在α(Al)、η(MgZn_2)、η′(MgZn)和T(Al_6CuMg_4)等相;热影响Ⅰ区的硬度最高,为强化区,热影响Ⅱ区为软化区,热影响Ⅲ区的硬度略低于原始基体的;硬度越高的区域,其耐磨性能与抗拉强度也越高;熔合线处的硬度和磨损率均在包覆层的和基体的之间,说明复层铝合金实现了良好的冶金结合。     

铝合金表面腐蚀形态演化规律的分形几何表征

通过计算机图像处理技术对不同腐蚀时间作用下铝合金的腐蚀形貌进行分析,将分形理论引入到铝合金腐蚀损伤研究领域,采用盒维数法计算得到铝合金表面腐蚀形貌的分形维数值,并对这些数值进行了详细的统计分析。研究结果表明:分形维数随腐蚀时间的增加而增大,分形维数的概率分布符合逻辑分布。分形维数可作为定量描述腐蚀形貌复杂程度的特征参数之一。