1Cr18Ni9Ti 不锈钢表面电火花熔覆 WC 涂层特性研究

目的研究1Cr18Ni9Ti不锈钢经电火花强化后,WC涂层的显微组织和性能。方法采用电火花熔覆技术在不锈钢1Cr18Ni9Ti基体表面制备WC熔覆层,并分析熔覆层的表面形貌、显微组织、显微硬度、耐磨性,采用线性极化法研究熔覆层在3.5%(质量分数)Na Cl腐蚀溶液中的耐腐蚀性能。结果熔覆层组织均匀、连续、致密,与基体呈冶金结合。显微硬度最大值达到1680HV0.3,平均值为1336HV0.3,比不锈钢基材提高了4倍,耐磨性是不锈钢基材的4倍。在3.5%Na Cl腐蚀溶液中,熔覆层的自腐蚀电位较不锈钢减小了约165 m V,击破电位低于不锈钢基材,维钝电流密度高于不锈钢基材。结论熔覆层具有高硬度和高耐磨性能,磨损机理主要是粘着磨损和磨粒磨损,但在3.5%Na Cl腐蚀体系中,耐腐蚀性能低于1Cr18Ni9Ti不锈钢。     

电火花堆焊技术在钢结构接头防腐中的应用

采用电火花堆焊工艺对HRB 400三级钢焊接接头表面进行堆焊处理,利用扫描电镜对堆焊层组织形貌进行观察和分析,采用5%NaCl溶液通过浸泡实验进行耐腐蚀性测试。结果表明,堆焊层与基体之间为冶金结合。经电火花堆焊后,焊缝表面组织得到细化。堆焊层在腐蚀介质与焊缝之间形成阻隔,一定程度上降低了焊缝的腐蚀倾向,提高了焊缝的耐蚀性。     

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。     

HEPJet多元铝青铜合金涂层在3.5%的NaCl溶液中的腐蚀性能

采用超音速等离子喷涂(HEPJet)技术将新型多元铝青铜合金粉体喷涂在45号钢基体上。通过失重法、极化曲线法、X射线衍射分析(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)和电子探针(EPMA-1600)等方法研究多元铝青铜合金涂层在3.5%的NaCl溶液中的腐蚀性能。结果表明,在3.5%的NaCl溶液中,多元铝青铜合金涂层具有良好的耐蚀性能,该涂层的腐蚀速率为0.0636mm/a。腐蚀后试样表面Al元素的含量明显下降,Cu的含量明显增加,可见,涂层发生的主要是脱铝腐蚀。     

带极堆焊奥氏体不锈钢耐腐蚀性能研究

采用带极电渣堆焊和带极埋弧堆焊两种方法堆焊Cr-Ni不锈钢,分析这两种方法和不同焊接速度下得到的堆焊层金属的电化学腐蚀及晶间腐蚀性能。电化学试验结果表明,3.5%Na Cl溶液中,带极电渣堆焊层金属的耐点蚀性能与焊速有关,焊速为8m/h时,堆焊层金属的点蚀电位为159 m V,耐点蚀性能最佳,焊速过快或者过慢时都将降低堆焊层金属的点蚀电位,耐点蚀性能下降;相比于电渣堆焊,带极埋弧堆焊层金属的点蚀电位仅为-300 m V,耐点蚀性能较差。10%草酸电解浸蚀试验结果表明,带极电渣堆焊试样晶界处C r的含量远大于钢耐蚀所必须的量,试样腐蚀后的微观形貌也呈现"阶梯型"和"混合型",说明试样具有较好的耐晶间腐蚀性能;而带极埋弧堆焊试样晶间存在严重的贫Cr,腐蚀后试样表面的微观形貌则呈现"沟状型",耐晶间腐蚀性能较差。     

时效制度对挤压Al-6.2Zn-2.3Mg-2.3Cu铝合金电化学腐蚀性能的影响

采用开路电位、循环极化曲线、电化学阻抗谱及腐蚀形貌表征等研究不同时效制度下Al-6.2Zn-2.3Mg-2.3Cu铝合金分别在3.5%Na Cl(质量分数)以及10 mmol/L Na Cl+0.1mol/L Na2SO4溶液中的电化学腐蚀行为。结果表明:4种时效制度处理后,挤压铝合金耐局部腐蚀能力由大到小的顺序依次为T76+T6、T76、T77、T6。试样在10 mmol/L Na Cl+0.1mol/L Na2SO4溶液中主要发生点蚀,从循环阳极极化曲线上可以观察到明显的点蚀电位和点蚀转换电位;在3.5%Na Cl溶液中发生点蚀和晶间腐蚀。利用点蚀电位φb以及点蚀电位与自腐蚀电位的差值(φb-φcorr)表征局部腐蚀发生的难易程度,自腐蚀电位和再钝化电位的差值(φcorr-φrep)表征局部腐蚀的发展程度。另外,表征了试样的硬度和导电率等性能,发现与峰时效相比,三级时效处理后的合金的硬度并无显著降低,且T76+T6态的硬度稍大于T77态的。可见扩大三级时效的回归时间窗口、降低回归温度,可使合金同时获得更优异的强度和耐蚀性能。     

镍铝青铜表面激光熔覆Ni60A合金的耐蚀性能

研究镍铝青铜(NAB)表面激光熔覆Ni60A合金层的耐腐蚀及抗空蚀性。采用扫描电子显微镜、电化学工作站和超声振动空蚀机等研究和分析显微组织和形貌、腐蚀性能及空蚀性能。结果表明:激光熔覆试样截面由熔覆区、热影响区和基体构成,熔覆层组织表现出定向凝固晶体生长特征,熔覆层顶部组织呈网状细枝晶结构,熔覆层中部组织呈胞状枝晶分布,熔覆层底部组织垂直于结合界面呈树枝晶状分布,结合处为冶金结合的白亮带。经3.5%NaCl溶液介质中电化学腐蚀测试,熔覆层的自腐蚀电流密度低于基体,自腐蚀电位高于基体。在蒸馏水和3.5%NaCl溶液介质中,空蚀破坏先发生在α与κ相界处,基体和熔覆层在两种介质中空蚀5 h后,表面均发生加工硬化,基体失重分别约为激光熔覆试样失重的1.45倍和1.27倍。     

低温超音速喷涂原态沉积高铝青铜涂层的耐腐蚀性能

为提高HSn62-1铜合金表面抗点蚀能力,解决高铝青铜涂层制备过程中相变和氧化造成涂层耐腐蚀性能降低的问题,采用低温超音速喷涂技术,在HSn62-1铜合金表面制备不含γ2相的高铝青铜涂层。利用场发射扫描电镜(SEM)、电子能谱仪(EDS)、X射线衍射仪等分析粉末和涂层的组织结构、表/截面形貌等特征;利用电化学工作站、盐雾腐蚀试验箱等测定分析Na Cl溶液环境中涂层及基体的耐腐蚀性能及失效机制。结果表明:制备的高铝青铜涂层结构致密,结合良好,无γ2相和氧化夹杂生成,涂层腐蚀敏感性均一;涂层自腐蚀电流密度为6.938μA/cm2,较HSn62-1铜合金基体降低了1个数量级,涂层自身具有较好的耐腐蚀性能,可有效阻挡腐蚀介质向涂层更深处渗入;盐雾环境中,高铝青铜涂层表面腐蚀产物薄膜反复地剥落和生成使其腐蚀失效机制宏观上表现为均匀腐蚀。     

等离子活化烧结制备AlCoCrFeNi高熵合金涂层及其磨损与腐蚀性能

目的 利用高熵合金涂层耐磨性能和耐腐蚀性能俱佳的特点,在进一步提升304不锈钢耐腐蚀性能的基础上,改善304不锈钢基体的耐磨性。方法 在304奥氏体不锈钢基体表面利用等离子活化烧结技术快速制备出AlCoCrFeNi高熵合金涂层;利用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪等设备分析涂层的组织形貌、元素分布及物相结构;采用显微硬度计、摩擦磨损仪、电化学工作站等设备测试涂层与基体的硬度分布、磨损特性及电化学腐蚀特性。结果 在保温温度1 000℃、压力70 MPa、保温时间10 min的制备条件下,涂层与基体间界面冶金结合良好,结合处并未发现孔洞和裂纹等缺陷;随着烧结温度的升高,涂层内部气孔逐渐减少,涂层主要由网状的FCC相和分布于其间的BCC相+B2相组成;与304不锈钢基体相比,涂层的硬度显著增大,在相同载荷(20 N)下涂层的平均摩擦系数降低(0.138),与基体磨损表面严重的黏着和剥落不同,涂层磨面无明显的黏着和剥落现象,仅有少量犁沟出现;点蚀是涂层和基体在质量分数为3.5%的Na Cl溶液和模拟海水中的主要腐蚀形式,相较于基体,涂层在质量分数为3.5%的NaCl溶液和模拟海水中的自腐蚀...     

铁基666型非晶涂层在盐酸、氯化钠及过氧化氢中的腐蚀行为

采用浸泡试验和慢线性电位扫描测量阳极极化曲线等方法,以304、316L不锈钢及45CT喷涂层为参照,研究了666非晶丝材在HCl(1mol/L)和Na Cl(w=3.5%)溶液中的腐蚀质量损失和电化学腐蚀行为,以及过氧化氢溶液液滴在四种涂层表面的氧化腐蚀特性。结果表明:在Na Cl和HCl溶液中,抗蚀能力排序为666非晶丝材45CT316L304,666非晶覆盖层在HCl及Na Cl中的腐蚀速度较小,耐腐蚀性能亦佳;在过氧化氢溶液液滴表面的氧化腐蚀实验中,其抗氧化腐蚀的能力排序仍然为666非晶丝材45CT316L304。由此可知,666非晶电弧喷涂丝材在酸性、中性和强氧化性介质中有明显的抗蚀效果。     

镁合金电火花沉积改性层性能及组织结构的研究

应用电火花沉积设备在AZ91D镁合金表面沉积纯铝涂层进行表面改性处理,研究了电火花沉积工艺参数以及前处理对沉积改性层性能和组织结构的影响;并结合扫描电镜、中性盐雾试验等研究手段对镁合金改性涂层的微观表面形貌、截面形貌、腐蚀情况以及显微硬度进行了分析和对比;同时,也对镁合金表面沉积纯铝涂层的沉积机理和沉积层改善基体耐腐蚀性、硬度进行分析与讨论。研究结果表明:电火花沉积工艺参数及预处理对AZ91D镁合金表面沉积纯铝涂层的组织结构、微观形貌特点有重要影响;电火花沉积工艺参数的降低以及沉积前对母材和电极的预热处理,涂层表面显微硬度较基材有了较大程度的提高;同时,强化层组织结构均匀致密、涂层厚度适中、涂层内部裂纹孔洞等缺陷明显降低,与镁合金基材相比,表现出较好的耐腐蚀性能。     

NaCl溶液浓度对304不锈钢腐蚀过程的声发射特征影响

为了研究Na Cl溶液浓度对304不锈钢腐蚀过程的声发射特征影响,采用声发射检测技术(AE)及光学显微镜(OM)监测并分析了试样在不同浓度Na Cl溶液中腐蚀过程的声发射信号及表面形貌。结果表明,随Na Cl溶液浓度增加,试样受腐蚀产生的声发射信号幅度降低,达到最终稳定值的时间先增加后减小,声发射信号幅度范围缩小。在0.1、0.3和0.5 mol·L-1的Na Cl溶液浓度下,声发射撞击数累积以线性递增,试样受腐蚀产生的声发射信号振铃计数集聚区较多,0.1和0.5 mol·L-1浓度下的声发射振铃计数集聚区比0.3 mol·L-1多,且持续于整个腐蚀过程。随浓度增加,试样点蚀明显。     

快速激光熔覆Ni/不锈钢堆焊层组织及耐蚀性能研究

目的提高CT90钢耐腐蚀性能的同时,大幅度提升激光熔覆效率。方法用快速激光熔覆在CT90连续油管表面堆焊一层Ni/不锈钢涂层。用扫描电子显微镜(SEM)及能谱(EDS)研究涂层组织结构特征,用电化学工作站测试涂层耐全面腐蚀和点蚀的能力,通过SEM分析试样表面腐蚀形貌。结果一次扫描后,CT90连续油管表面制备了一层约200μm厚的316L/Ni堆焊层,堆焊层由约50μm厚的扩散区与150μm厚的涂层区组成。堆焊层致密程度较高,其孔隙率仅约为0.4%,稀释率约为1.7%。熔覆层晶粒主要以柱状晶的方式垂直于熔覆层/基体界面生长,表面存在少量等轴晶区和板条形貌的晶粒。与涂层区晶粒内部相比,涂层区晶界处的Cr含量降低约1.2%。熔覆316L/Ni堆焊层后,CT90连续油管的自腐蚀电位升高约0.55 V,自腐蚀电流密度降低约95%,点蚀电位约为0.34 V。电化学测试后,CT90试样表面腐蚀严重,而熔覆层大部分区域仍保持测试前形态,少量区域发生局部腐蚀,腐蚀区域呈现蜂窝形貌。结论快速激光熔覆在保证熔覆层低孔隙率、高致密度、低稀释的同时,还显著提升了激光熔覆的生产效率。涂层能够显著提升CT90钢耐全面腐蚀及局部腐蚀的能力,使得CT90钢的腐蚀形式发生变化。     

盐雾环境下X70管线钢等离子喷涂铝涂层的腐蚀行为

目的研究X70管线钢的防腐工艺,以延长其使用寿命。方法采用等离子喷涂方法在X70管线钢基体表面制备铝涂层,通过扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)对涂层表面、界面质量和微观形貌进行分析。利用盐雾腐蚀试验,对比分析涂层对基体的保护作用机制。结果涂层为富铝层,主要以富铝脆性物相存在,并受环境空气的影响,涂层出现孔洞、裂纹和未熔颗粒等缺陷。涂层表面因铝粉颗粒尺寸差异,颗粒间熔融状态不同,导致表面铝元素呈波浪式分布。涂层界面结合处,铁、铝元素相互渗透,形成Fe-Al冶金结合,增加了涂层结合强度。热处理后,未熔颗粒及部分金属氧化物熔化并填充涂层缺陷,减小了表面粗糙度和孔洞率,提高了涂层质量。盐雾腐蚀16h后,未喷涂涂层试样表面出现了严重的点蚀现象,影响了管线钢的使用寿命。喷涂铝涂层试样在盐雾腐蚀试验120h后,表面出现了轻微腐蚀现象。结论涂层表面形成了致密氧化膜,避免了腐蚀介质和基体直接接触,提高了X70管线钢的耐腐蚀性。     

电火花沉积工艺对汽车用镁合金涂层结构及腐蚀性影响

应用电火花沉积设备在AZ91镁合金表面进行表面处理,研究了沉积工艺参数对沉积层性能及组织结构的影响,并利用扫描电镜、NaCl浸泡试验等研究手段对镁合金改性层的微观表面形貌、截面形貌、浸泡试样腐蚀产物进行分析;并对涂层改善基体腐蚀性的机理进行分析与讨论。结果表明:采用沉积频率200 Hz、空占比50%和35 V的沉积电压进行电火花沉积时,强化层的组织均匀、结构致密、涂层厚度适中、涂层内部孔洞、缺陷明显降低,与基材相比,表现出较好的耐腐蚀性能。     

6061铝合金表面电弧喷涂纯铝涂层的研究

采用电弧喷涂技术在6061铝合金基材表面制备纯铝涂层.利用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪对其显微组织结构、涂层形貌、腐蚀产物、孔隙率进行了分析.采用电化学试验、浸泡试验、中性盐雾试验检测了涂层在w(NaCl)=5%的溶液中的耐腐蚀性能.研究结果表明,在铝合金基材表面能够获得组织均匀致密,低孔隙率的纯铝涂层,涂层与基体为机械嵌合,涂层封孔处理后,试样的耐蚀性能有很大提高,涂层对基体无阴极保护作用.     

304不锈钢表面TiN涂层的耐蚀性能

目的 提高304不锈钢的耐腐蚀性能.方法 采用磁控溅射技术在304不锈钢表面沉积TiN涂层,并采用SEM、XRD及GDOES对涂层的表面形貌、成分进行测试.通过极化曲线和电化学噪声技术评价TiN涂层和基体在pH=2.5的3.5%(质量分数)NaCl溶液中的腐蚀行为,并研究涂层的失效机制.结果 在304不锈钢表面沉积了厚约1μm且均匀、致密的TiN涂层.极化曲线分析表明,基体和TiN涂层试样出现了自钝化和点蚀现象,其中304不锈钢基体的腐蚀电位为-0.41 V,腐蚀电流密度为8.01×10-6 A/cm2,与之相比,TiN涂层的腐蚀电位(-0.28V)明显增大,腐蚀电流密度(6.34×10-8 A/cm2)显著降低.电化学噪声分析显示,在浸泡初期,TiN涂层电极电流暂态峰数量较少,强度较大,噪声电阻较低,而随着浸泡时间的延长,其电流暂态峰数量增加,强度降低,噪声电阻明显大于304不锈钢基体.腐蚀形貌观察表明,304不锈钢和TiN涂层表面均出现了点蚀.结论 TiN涂层能够明显改善基体的耐蚀性能.TiN涂层主要起物理阻碍作用,涂层的主要失效形式是涂层表面的微观缺陷和破裂.     

氯离子浓度对Ni-P合金涂层失效过程影响的SECM实验和COMSOL模拟研究

目的发展具有空间分辨的腐蚀电化学研究方法。方法用电沉积方法在铜基体上制备Ni和Ni-P涂层,应用扫描电镜和XRD检测涂层表面形貌和晶体结构,采用扫描电化学显微镜(SECM)研究Ni和Ni-P涂层在不同浓度Na Cl溶液中的失效行为,并结合COMSOL多物理场软件建立二维和三维模型,模拟量化活性点大小和反馈机制。结果低浓度Cl-对于纯Ni涂层具有活化作用,增加Cl-浓度会促进腐蚀发生。Ni-P合金涂层在低浓度Na Cl溶液中,短时间内保持良好的稳定性,浸泡6 h后,低P合金涂层出现典型的活性点和腐蚀产物,而高P合金涂层在浸泡24 h后出现腐蚀产物和活性区域。0.1 mol/L的Na Cl溶液促进低P合金涂层局部腐蚀的发生,而涂层在0.3 mol/L Na Cl溶液中则以发生均匀腐蚀为主。逼近曲线及其模拟结果表明,腐蚀产物对于Fc Me OH的电化学过程完全失活,而新鲜Cu表面对Fc Me OH氧化还原过程受扩散控制。三维模拟结果显示,低P合金涂层失效过程中活性点大小接近10μm。结论 Ni和Ni-P合金涂层的失效过程中活性点的形成、腐蚀产物的生成和累积过程与SECM面扫描图谱中正负反馈效应相关,Cl-促进腐蚀发生,其浓度影响腐蚀类型。COMSOL多物理场模拟明确反馈效应与探针和基底的距离有关,Ni-P涂层失效活性点大小在微米级。     

AZ91镁合金表面制备复合涂层耐蚀性研究

利用电弧喷涂和热扩散技术在AZ91D镁合金表面制备了复合涂层;采用扫描电镜、XRD衍射分析仪、动电位极化曲线测试等方法对复合涂层的微观形貌、相结构组成及在3.5%Na Cl溶液中的腐蚀行为进行研究与探讨。结果表明,AZ91D镁合金喷涂铝涂层经固态扩散锌处理后,获得了均匀致密的复合涂层,XRD结果显示,涂层由Zn-Al金属间化合物Zn Al2O4、Mg2Zn11及Al、Zn构成;极化曲线结果显示,复合涂层的自腐蚀电位正移到-1.36V,较AZ91D镁合金基体及铝涂层试样分别正移了约230、130m V;复合涂层自腐蚀电流密度4.7×10-5A·cm-2,较基材自腐蚀电流密度3.9×10-4A·cm-2降低。动电位极化曲线测试结果显示,形成的复合涂层组织极大地提高了AZ91D镁合金表面的耐腐蚀性能。     

Al-Si-Cu压铸铝合金的耐腐蚀性能

采用金属型铸造A380和A360压铸铝合金,研究了这两种合金的耐腐蚀性能,分析了Al-Si-Cu系合金的腐蚀机理。采用全浸试验方法测试腐蚀速率,腐蚀后试样用光学显微镜和带有能谱仪的扫描电镜观察试样表面腐蚀产物和腐蚀基体,结合电化学极化曲线分析腐蚀机理。结果表明,A360腐蚀速率比A380小,A380和A360在3.5%的NaCl溶液中浸泡都发生点蚀,腐蚀产物呈白色絮状,A380点蚀程度比A360严重,腐蚀形貌和腐蚀机理有明显区别。