氧化膜对14Cr12Ni2WMoVNb钢QPQ渗层的室温摩擦磨损和腐蚀性能的影响

为了研究14Cr12Ni2WMoVNb钢QPQ(淬火-抛光-淬火)处理后的氧化膜对渗层室温摩擦磨损和腐蚀性能的影响,利用金相、X射线衍射分析、扫描电镜、能谱分析、划痕仪、摩擦磨损试验机和电化学工作站对试样进行了表征.结果表明:氧化膜对渗层室温摩擦学性能的影响与载荷大小有关.在摩擦时间均为4min情况下,载荷较小(50N)时,氧化膜可以降低摩擦系数和体积磨损率;载荷较大(100N)时,氧化膜被破坏无法降低体积磨损率.氧化膜可明显提高渗层的耐腐蚀性能.含氧化膜试样的极化曲线有明显的钝化区,点蚀电位为-13mV,去除氧化膜试样在盐雾腐蚀12h后表面有大范围的腐蚀区域,而含氧化膜试样盐雾腐蚀48h后才有大区域腐蚀发生.     

Cl-作用下2A12铝合金在大气环境中腐蚀初期的微区电化学行为

用扫描开尔文探针(SKP)和局部电化学交流阻抗(LEIS)技术,研究了2A12铝合金在盐雾腐蚀实验早期阶段的腐蚀行为和电化学过程.结果表明,盐雾实验初期,铝合金表面出现点蚀坑,Cl-对铝合金腐蚀有显著的加速作用,随盐雾时间延长,点蚀扩展.扫描开尔文探针的测试结果显示,在盐雾腐蚀过程的初期,金属表面阴极区和阳极区不断发生变化,呈现局部腐蚀的特征.随着盐雾时间的延长,试样表面电位逐步正移,并出现明显的阴极区和阳极区.局部电化学交流阻抗的测试结果表明,试样表面的局部电化学阻抗随盐雾时间的延长而有所增加,但分布较为分散.这说明在腐蚀过程的初期,2A12铝合金表面不断生成腐蚀产物,对腐蚀反应产生阻碍作用.     

注空气过程中井下管柱氧腐蚀规律及防护实验研究

氧腐蚀是限制注空气技术发展的重要因素之一,通过失重法以及XRD、EDS和SEM分析等方法,研究了注空气过程中井下管柱腐蚀规律及对应的防护措施。结果表明:氧腐蚀速率随着氧分压增大而加快,即使常压空气下腐蚀速率仍高于行业标准;存在一个临界温度及矿化度条件,使氧腐蚀速率达到最高;流体流度增大有利于加剧腐蚀;腐蚀产物膜主要成分包括γ-FeO(OH)、β-FeO(OH)、Fe_3O_4、α-FeO(OH)等,结构疏松不致密,对钢体保护作用不大。可见有效控制氧腐蚀需考虑多种防腐措施,包括优选管材、利用润滑油脂对钢材表面进行处理、pH调整、加注缓蚀剂等。     

10CrMoAl钢在含Cl~-环境中不同周期腐蚀的对比分析

为了探索在含Cl-环境中10CrMoAl钢的耐腐蚀机制,对10CrMoAl钢进行不同周期(72、168和240 h)的盐雾腐蚀试验,进而对其腐蚀结果进行对比分析,并对试样进行腐蚀速率分析、场发射扫描电子显微镜(FESEM)分析、能谱分析、X线衍射(XRD)分析及电化学阻抗谱分析。结果表明:随着腐蚀时间的延长,腐蚀速率逐渐降低。经过72、168和240 h腐蚀后,10CrMoAl钢的腐蚀速率分别为1.512、1.254和1.232 mm/a;当锈层厚度最大时,Cr和Mo在锈层内富集程度也达到最大,而且伴随着锈层的腐蚀脱落,Cr和Mo又在基体与锈层交界处逐渐富集,有效地阻碍了基体的腐蚀。此外,锈层中FeCr_2O_4的出现导致了Fe_3O_4逐渐消失和γ-Fe_2O_3相对量逐渐增加。锈层中FeCr_2O_4的出现明显改变了腐蚀产物的形成过程。     

含氯离子环境下锌铝伪合金涂层的耐蚀性及电化学特性

采用盐雾试验和电化学阻抗谱测试技术研究了纯锌和锌铝伪合金涂层在含氯离子环境中的腐蚀行为和电化学特性,通过扫描电镜、X射线物相分析等手段研究了原始涂层及腐蚀后的表面形貌和腐蚀产物的相结构,并对两种涂层的腐蚀机理进行了初步的探讨.随着盐雾时间的增加,纯锌涂层表面逐渐生成疏松多孔的胞状腐蚀产物层,主要腐蚀产物为Zn5(OH)8-Cl2H2O、ZnO和Zn5(CO3)2(OH)6,盐雾试验达到768 h后腐蚀产物层局部区域发生龟裂.锌铝伪合金涂层表面生成致密的腐蚀产物层,主要为Zn5(OH)8Cl2H2O、Zn0.71Al0.29(OH)2(CO3)0.145.xH2O及ZnAl2O4.电化学阻抗谱测试结果表明:随着盐雾时间的延长,两种涂层的电荷转移电阻均逐渐增大,但锌铝伪合金涂层的阻抗要明显大于纯锌涂层,表现出了更好的耐蚀性.     

盐雾环境下浸银覆铜板的腐蚀行为

 采用交流阻抗(EIS)法研究浸银覆铜板在中性盐雾环境的腐蚀行为,并结合SEM/EDS表面分析手段,分析了腐蚀产物形貌和组成特点.研究表明,在盐雾环境中,覆铜板的浸银层起到了保护作用,在盐雾实验初始阶段,试样表面没有发生明显的腐蚀,具有较大的阻抗值.但由于氯离子对浸银层破坏作用,导致浸银层发生局部破损,阻抗随着实验时间降低.当长时间盐雾实验后,浸银层逐渐丧失保护作用,生成的铜锈层不断增厚,阻抗值增大,铜锈层对外部的腐蚀介质的传输起到主要的阻碍作用.     

卷曲后供氧差异对热轧带钢氧化皮组织及耐蚀性的影响

采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪、盐雾实验和电化学极化方法,研究了SS400热轧带钢沿宽度方向不同位置氧化皮的组织、结构及其耐蚀性. 结果表明,SS400边部取样位置的氧化皮厚度最厚且比较均匀,结构致密,存在明显的Fe_3O_4/Fe共析组织. SS400边部和板宽1/4处的成分主要为Fe_3O_4、Fe_2O_3和Fe,板宽中心位置的成分主要为Fe3O4和Fe. 盐雾腐蚀实验表明,SS400边部腐蚀最轻,板宽1/4处次之,板宽中心位置腐蚀最为严重. 动电位极化曲线测试结果显示,SS400边部的腐蚀电位明显高于其他两个位置,腐蚀电流最小. 热轧带钢在卷曲后,由于带钢沿宽度方向不同位置的供氧差异,会导致氧化皮组织、结构的显著不同,进而影响氧化皮的耐蚀性.     

渗硼对钢材机械性能的影响

本文研究了固体渗硼对钢材(20CrMo,45,T8及 GCr15)机械性能的影响。渗硼后得到Fe_2B或 FeB Fe_2B渗硼层。本研究进行了渗硼试样的拉伸、多次冲击以及旋转弯曲疲劳试验,并与未渗硼试样进行比较。其结果为:(1)对于低碳合金钢(20CrNiMo、20CrMo),渗碳对拉伸强度及多次冲击抗力的影响很小,韧性有所下降;渗硼后进行淬火及低温回火处理,使强度及韧性均下降。(2)对中碳结构钢(45),渗硼对拉伸强度及多冲抗力影响也很小,韧性也有所下降。渗硼后经淬火高温回火,刚拉伸强度有所增加,塑性稍有下降。若渗硼后再经淬火及低温回火,拉伸强度及塑性均有显著降低。45钢渗硼后,疲劳强度提高,单相时提高更多。(3)对于高碳工具钢T8及滚动轴承钢GCr15,渗硼后拉伸强度及塑性均下降,后者下降幅度更大;多冲抗力也有所下降。     

激光处理后的渗硼层组织

本文用光学金相,结合Fe-B-C三元相图,对激光处理后的渗硼组织,从相的组成、相的形貌,显微硬度诸方面作了分析,得出如下结论: 1.激光热处理能使渗硼层产生很大变化,不但破坏了原来的取向排列,而且细化了硼化物组织。2.激光处理后的典型组织、从表到里,依次是Fe_2B Fe_3C相,α-Fe Fe_2B Fe_3(B、C)共晶组织和先共晶珠光体。     

WHT1300HF高强钢在中性盐雾中的腐蚀行为

采用失重法研究WHT1300HF高强钢在中性盐雾环境下的耐蚀性,并结合XRD和SEM分析其腐蚀产物和腐蚀层形貌特征.结果表明:随着腐蚀时间的增加,腐蚀速率先增大后减小,在48h时达到了最大腐蚀速率,其中,铁素体和珠光体组织试样的腐蚀速率为4.016 5g/(m~2·h),马氏体组织试样的为3.436 9g/(m~2·h).WHT1300HF高强钢的腐蚀层形貌中出现了大量的棉球状颗粒和少量的板状颗粒以及裂纹等;腐蚀时间达到96h时,试样表面发生了严重的全面腐蚀,最终腐蚀产物主要由α-FeOOH、γ-FeOOH和Fe_3O_4组成,通过失重曲线和腐蚀速率曲线可以得出,铁素体和珠光体组织试样的失重量和腐蚀速率都比马氏体组织的略高.     

Electrochemical performance and corrosion resistance of Zn-Ai pseudo-alloy coatings in chlorine ion-containing environment

采用盐雾试验和电化学阻抗谱测试技术研究了纯锌和锌铝伪合金涂层在含氯离子环境中的腐蚀行为和电化学特性,通过扫描电镜、X射线物相分析等手段研究了原始涂层及腐蚀后的表面形貌和腐蚀产物的相结构,并对两种涂层的腐蚀机理进行了初步的探讨．随着盐雾时间的增加,纯锌涂层表面逐渐生成疏松多孔的胞状腐蚀产物层,主要腐蚀产物为Zn5（OH）8-Cl2H2O、ZnO和Zn5（CO3）2（OH）6,盐雾试验达到768h后腐蚀产物层局部区域发生龟裂．锌铝伪合金涂层表面生成致密的腐蚀产物层,主要为Zn5（OH）8C12H2O、Zn0.71A10.29（OH）2（CO3）0.145·xH2O及ZnAl2O4．电化学阻抗谱测试结果表明：随着盐雾时间的延长,两种涂层的电荷转移电阻均逐渐增大,但锌铝伪合金涂层的阻抗要明显大于纯锌涂层,表现出了更好的耐蚀性．     

紫铜在海洋大气环境中的腐蚀研究

目的通过设计海洋大气环境模拟系统,研究紫铜在Na Cl沉积、温度、相对湿度和紫外光照等因素协同作用下的腐蚀机制.方法利用扫描电子显微镜(SEM)和X-射线衍射仪(XRD)分别分析样品Na Cl沉积、温度为(25±1)℃,相对湿度为85%条件下紫铜的表面形貌和腐蚀产物结构特征;采用电化学极化曲线分析紫铜经不同波长紫外光照射后自腐蚀电位和电流密度的变化,进而来分析紫外光照对紫铜腐蚀的影响机制.结果腐蚀产物主要有Cu(OH)Cl和Cu_2(OH)_3Cl;随着腐蚀时间的延长,腐蚀产物种类不变,只是数量不断增多,样品表面出现孔洞和微裂纹,为腐蚀反应的进行提供了更多的通道,在这些表面缺陷上方产生新的产物;经波长为185 nm的紫外线辐照后样品的自腐蚀电位最高,电流密度最小;波长为254 nm的紫外线辐照后的样品自腐蚀电位最低,电流密度最大.紫铜经波长为185 nm紫外线辐照产生的腐蚀产物最致密.结论笔者成功模拟了紫铜在海洋大气环境下的腐蚀行为,得出三种波长紫外线对紫铜的影响机制,提出了不同环境下紫铜的腐蚀方式.     

38CrMoAl钢460℃氨气氮碳共渗后氧化改性层制备及表征

对38CrMoAl钢进行460℃氮碳共渗(0.1 L/min氨气+0.025 L/min乙醇)后氧化(0.015 L/min氨气+0.15L/min空气)改性层的制备及表征。4,8,12 h后的共渗层增重分别是0.88,0.97,1.29 mg/cm~2;与未表面处理试样相比增重明显。4,8,12 h共渗层的表面硬度分别为1362,1283,1289 HV_(0.05),共渗层截面的硬度从表面缓慢下降到基体(≈381.3 HV_(0.05))。4,8,12 h后改性层的厚度分别为140.1,150.2,200.4μm。氮碳共渗后氧化层包括Fe_3O_4和ε-Fe_(2-3)N,Fe_3O_4为主要相,ε-Fe_(2-3)N为次要相。38CrMoAl钢460℃氨气氮碳共渗后氧化8 h后,表面层中Fe_3O_4的比例相对较大,耐蚀性提高。     

原油储罐低温硫腐蚀产物氧化试验研究

为研究硫腐蚀产物的氧化过程,利用自开发的硫化氧化试验系统将从原油储罐罐顶安全阀和呼吸阀内的铁氧化物硫化以获得潮湿和干燥的硫腐蚀产物。利用能谱仪(EDS)以及扫描电子显微镜(SEM)分析硫腐蚀产物的化学组成及其微观特征。结果表明:潮湿和干燥的硫腐蚀产物中均含有单质硫、Fe_2O_3、Fe_3S_4以及FeS_2,但潮湿的硫腐蚀产物中还含有FeS;两种硫腐蚀产物均具有短边、层状钻石表面以及较大核尺寸的微观特征。潮湿硫腐蚀产物的氧化过程主要包括三个阶段,分别是电化学氧化阶段、电化学与化学氧化共生阶段以及化学氧化阶段;潮湿硫腐蚀产物的氧化产物是Fe_2O_3。最后提出硫腐蚀产物氧化自燃时能够有效避免火灾、爆炸事故的监测预警指标。     

激光处理后的渗硼层组织

本文采用光学金相,透射电镜,扫描电镜,电子探针,能谱仪和X射线衍射等多种测试手段,结合Fe-B-C三元系相图,对激光处理后的渗硼层组织,从相的组成,相的形貌,显微硬度以及冲击断口诸方面作了综合分析,得到以下结论: 1、激光处理能使渗硼层产生很大变化,不但破坏了原取向排列,而且细化了原硼化物组织。 2、激光处理后渗硼层的典型组织,从表到里依次是Fe_2B或FeB Fe_2相,a—Fo Fe_2B Fe_3(C、B)共晶组织和先共晶相珠光体。 3、典型组织的形貌是:硼化物为树枝状和块状;共晶相呈椭圆状,内部为片层相间的精细结构;先共晶珠光体构成树枝晶。     

Cl-作用下碳钢和耐候钢大气初期腐蚀的Kelvin探针研究

利用扫描Kelvin探针(SKP)技术,结合腐蚀产物的形貌分析和物相分析,研究了Q235碳钢和Q450耐候钢在盐雾腐蚀实验早期阶段的腐蚀行为和电位分布.结果表明,Cl-对碳钢有强烈的侵蚀作用,在盐雾腐蚀过程的初期,金属表面出现明显的阴极区和阳极区,表面电位随时间逐步正移,呈现局部腐蚀的特征,且由于合金元素的作用,Q450耐候钢腐蚀较为均匀,SKP测试的表面电位高于Q235碳钢,形成的锈层较为致密,耐大气腐蚀性能优于Q235碳钢.     

模拟舰载环境对2124铝合金耐蚀及疲劳性能的影响

 采用酸性盐雾试验模拟舰载环境，研究了舰载环境对典型航空铝合金2124铬酸阳极氧化、硼硫酸阳极氧化和苹果酸硫酸阳极氧化耐蚀和疲劳性能的影响，采用电化学阻抗谱（EIS）分析了膜层结构的变化规律，采用轴向疲劳检测不同腐蚀时间后的疲劳寿命，并对疲劳断口进行分析。结果显示，阳极氧化处理能够有效提高其耐蚀性能，铬酸阳极氧化试样经过4个循环酸性盐雾后出现腐蚀，硼硫酸阳极氧化和苹果酸硫酸阳极氧化从第6周期开始出现腐蚀；阳极氧化试样的疲劳寿命随酸性盐雾循环次数而衰减，衰减趋势与出现腐蚀的规律相吻合；苹果酸硫酸阳极氧化试样的疲劳寿命衰减最为缓慢。     

海洋软管铠装层用钢的海水腐蚀行为

通过浸泡实验研究了铠装层用钢在模拟海水环境下的腐蚀行为.实验结果表明,实验钢的微观组织由回火马氏体组成,同时在基体中观察到含铬的析出粒子;腐蚀速率随着腐蚀时间延长逐渐降低,最终实验腐蚀速率为0.068 9 mm·a~(-1).腐蚀行为分为三个阶段:快速下降阶段、平稳过渡阶段和缓慢下降阶段,试样表面的腐蚀产物主要为α-FeOOH,γ-FeOOH,Fe_3O_4,Fe_2O_3;随着腐蚀时间的增加,腐蚀产物结构更加密实且厚度更大,铬元素倾向于在腐蚀产物中聚集.     

激光辐照镀铬钢合金化工艺与性能研究

用大功率CO_2 激光器对镀铬 30CrMnSi 钢表面连续搭接式辐照处理,达到了在高含铬量的合金层和镀层与基体界面间获得高含铬量熔渗层两种不同的冶金效果,并实现镀层与基体间冶金结合。对比研究辐照前后耐磨性、阳极极化特性以及盐雾条件下的腐蚀行为,结果表明:激光辐照后耐磨性提高近一倍;激光合金化层耐蚀性明显提高;而熔渗工艺条件的电化学特性与原镀层相当,但原镀层穴蚀和龟裂的倾向得到克服,结合强度得到提高。     

柠檬酸对镧盐转化膜耐蚀性和自愈性的影响

将热镀锌钢分别浸入添加和不添加柠檬酸的镧盐钝化液中,在镀锌钢表面获得柠檬酸改进型镧盐转化膜和常规镧盐转化膜.用中性盐雾(NSS)试验、塔菲尔极化和电化学阻抗谱研究了这些试样的耐蚀性能,并对带划痕的柠檬酸改进型和常规镧盐膜层试样进行NSS腐蚀,用扫描电子显微镜和能谱仪观察分析了腐蚀过程中划痕表面的组织形貌和化学成分.结果表明:柠檬酸的加入显著提高了镧盐转化膜的耐蚀性能,并使膜层具备自愈性;腐蚀过程中,划痕附近的柠檬酸镧溶解产生La3+和柠檬酸根离子,从膜层中扩散迁移至划痕处,形成新的由Zn、O、La、C元素组成的保护膜,从而抑制了划痕处锌的腐蚀.