不同pH值环境中镍铝青铜冷喷涂涂层腐蚀磨损性能

镍铝青铜合金是铸造大型舰艇螺旋桨的主要材料,海洋污损生物在合金表面附着引起的pH值变化会加速镍铝青铜合金的腐蚀磨损,威胁到舰艇安全航行.采用冷喷涂技术制备了较为致密的镍铝青铜涂层,厚度约300μm,利用扫描电镜、光学显微镜观察了涂层的微观形貌,重点研究了涂层在pH值分别为3、7和11,质量分数为3.5%的NaCl溶液中的电化学腐蚀性能和腐蚀磨损行为.实验结果表明:pH值为3的环境中,镍铝青铜基体发生了选相腐蚀,表面疲劳裂纹主要分布在富Cu的α相上,涂层上的犁削沟槽加深发生了磨粒磨损,涂层耐腐蚀性能优于基体;pH值为7的环境中,基体发生了黏着磨损,表面有片层状金属剥落,涂层中的孔隙收容了大量磨屑避免了剧烈的三体摩擦,表面犁削沟槽较浅,涂层致钝电位高于基体,耐腐蚀性能变差.pH值为11的环境中,基体发生了表面疲劳磨损,涂层磨痕上有较深的犁削沟槽,沟槽内有微裂纹,涂层耐腐蚀性能优于基体.总体来说,在不同pH值环境中,涂层由于在冷喷涂过程中发生了冷加工硬化并且涂层上的孔隙收容了磨屑,导致涂层的耐腐蚀磨损性能增强.     

电弧喷涂铝涂层在海洋环境中的腐蚀机理

采用电弧喷涂技术在Q235钢基体上制备了铝涂层,并用完整涂层和局部破坏涂层两种试样进行室内模拟浸泡腐蚀实验,腐蚀介质为3.5%NaCl水溶液,流速为0.6m*s-1,实验温度为50±1*#℃. 结果表明:涂层局部破坏时的腐蚀速度与涂层完好时相差不大;铝涂层表面的均匀腐蚀并不严重,铝涂层的腐蚀主要是由于闭塞电池和活性-钝性腐蚀微电池的联合作用引起的局部腐蚀,主要类型为点蚀,且涂层层状剥落形成蚀坑;腐蚀介质到达基体时,将发生电偶腐蚀,铝涂层会作为牺牲阳极保护基体免受腐蚀.     

电弧喷涂铝及铝—锌涂层在动态腐蚀介质中的耐蚀性研究

对钢铁基体表面电弧喷涂铝及铝-锌涂层进行了动态腐蚀实验，以失质量法计算了腐蚀速度，并探讨了腐蚀机理。采用SEM对铝及铝—锌涂层腐蚀前后的外表形貌进行了观察，并对铝及铝—锌涂层表面进行了能谱分析，采用电化学系统测试了涂层的自腐蚀电位。实验结果表明，在3％NaCl水溶液中铝涂层的耐蚀性优于铝-锌涂层；其原因是铝涂层表面上氧化膜的自愈能力及自腐蚀电位高于铝-锌涂层。研究还表明，铝及铝—锌这些阳极涂层不仅能有效地保护它所覆盖的钢铁表面，还能保护暴露于腐蚀介质中的钢铁基体表面。在铝、铝—锌涂层上刷涂有机涂料，有机涂料能渗透到金属涂层的孔隙中，将孔隙封闭。同时，有机涂层和金属涂层能构成复合涂层，其防腐效果更佳。     

稀土含量对激光表面熔铸涂层开裂敏感性的影响

本文研究了高温镍基铸造合金ＨＨ３３上稀土含量对激光表面熔铸钻基合金涂层开裂敏感性的影响。结果表明，不加稀土时，基体中出现了微裂纹；稀土含量为０．５％Ｗｔ时，裂纹由基体向涂层扩展；稀土含量为２％Ｗｔ时，裂纹进一步扩展直至贯穿涂层。此时，裂纹的长度和宽度最大，裂纹周围的组织粗大；当稀土含量为３％Ｗｔ时，涂层及基体无裂纹出现，且涂层组织细小、均匀．涂层显微硬度值较未加稀土时低。     

电弧喷涂防腐铝涂层耐蚀性能研究

利用电弧喷涂工艺在钢铁基体表面全部或部分地喷涂铝涂层 ,考察了涂层对裸露于腐蚀介质中钢材基体的防护作用 ,以失重法计算了静态腐蚀速度与动态腐蚀速度 ,并探讨了腐蚀机理。用扫描电镜 (SEM )对铝涂层腐蚀前后的外表形貌进行了观察 ,并测定了涂层的孔隙率。研究结果表明 ,当腐蚀介质为NaCl溶液 (其质量分数为5 0 % )、实验温度为 (5 0± 1)℃、介质流速为 1m/s时 ,铝涂层的动态腐蚀速度为静态腐蚀速度的 2倍。裸露于腐蚀介质中的钢铁面积增大 ,促使阴极去极化过程快速进行 ,腐蚀速度加快 ,涂层防护寿命缩短。涂层表面上氧化膜的自愈能力及涂层表面上沉积的白锈具有阻碍铝作为阳极牺牲从而保护阴极的功效。涂层中的贯通孔隙对削弱铝涂层的防护作用 ,随腐蚀过程进行而逐步减弱。     

电弧喷涂防腐铝涂层耐蚀性能研究

利用电弧喷涂工艺在钢铁基体表面全部或部分地喷涂铝涂层,考察了涂层对裸露于腐蚀介质中钢材基体的防护作用,以失重法计算了静态腐蚀速度与动态腐蚀速度,并探讨了腐蚀机理.用扫描电镜(SEM)对铝涂层腐蚀前后的外表形貌进行了观察,并测定了涂层的孔隙率.研究结果表明,当腐蚀介质为NaCl溶液(其质量分数为5.0%)、实验温度为(50±1)℃、介质流速为1 m/s时,铝涂层的动态腐蚀速度为静态腐蚀速度的2倍.裸露于腐蚀介质中的钢铁面积增大,促使阴极去极化过程快速进行,腐蚀速度加快,涂层防护寿命缩短.涂层表面上氧化膜的自愈能力及涂层表面上沉积的白锈具有阻碍铝作为阳极牺牲从而保护阴极的功效.涂层中的贯通孔隙对削弱铝涂层的防护作用,随腐蚀过程进行而逐步减弱.     

电弧喷涂铝及铝-锌涂层在动态腐蚀介质中的耐蚀性研究

对钢铁基体表面电弧喷涂铝及铝锌涂层进行了动态腐蚀实验 ,以失质量法计算了腐蚀速度 ,并探讨了腐蚀机理。采用SEM对铝及铝锌涂层腐蚀前后的外表形貌进行了观察 ,并对铝及铝锌涂层表面进行了能谱分析 ,采用电化学系统测试了涂层的自腐蚀电位。实验结果表明 ,在 3 %NaCl水溶液中铝涂层的耐蚀性优于铝锌涂层 ;其原因是铝涂层表面上氧化膜的自愈能力及自腐蚀电位高于铝锌涂层。研究还表明 ,铝及铝锌这些阳极涂层不仅能有效地保护它所覆盖的钢铁表面 ,还能保护暴露于腐蚀介质中的钢铁基体表面。在铝、铝锌涂层上刷涂有机涂料 ,有机涂料能渗透到金属涂层的孔隙中 ,将孔隙封闭。同时 ,有机涂层和金属涂层能构成复合涂层 ,其防腐效果更佳     

低压等离子喷涂NiCOCrAlYTa涂层的组织结构及抗氧化性能

采用低压等离子喷涂在Co基高温合金K640基体上制备NiCoCrAlYTa涂层,通过XRD,SEM和EDS等方法研究低压等离子喷涂涂层和真空退火后涂层的形貌、相结构及抗氧化性能.研究结果表明:低压等离子喷涂涂层主要由γ-Ni,γ'-AlNi3和极少量的β-NiAl等相组成,元素分布均匀,涂层为典型的片层状结构,沉积界面处存在少量孔洞:真空退火处理过程促进了β-NiAl相的析出,衍射峰尖锐,元素分布不均匀,Al和Y向涂层表面扩散,Cr富集于涂层与基体的界面处;真空热处理涂层表面在氧化初期形成较多孔洞,导致涂层抗氧化能力降低.     

反应等离子喷涂TiN涂层电化学腐蚀行为

利用电化学阻抗谱等电化学方法及扫描电镜(SEM)技术,研究了反应等离子喷涂TiN涂层在模拟海水中的电化学腐蚀行为. 研究结果表明:TiN涂层的自腐蚀电位高于基体,涂层对基体能起到良好的腐蚀屏蔽作用;腐蚀介质通过涂层的通孔、微裂纹等缺陷渗入涂层与基体的界面腐蚀基体,从而使涂层电阻下降、电容增加,所产生的腐蚀产物在一定程度上可以抑制腐蚀反应的进行,但不会阻止基体局部腐蚀的继续进行. 涂层的孔隙是造成涂层电化学腐蚀的主要原因.     

电弧喷涂Zn-Al-Mg-La-Ce涂层的耐腐蚀性能

采用电弧喷涂法制备Zn-Al-Mg-La-Ce涂层,通过盐雾试验对涂层进行腐蚀,利用能谱分析、X射线衍射分析、扫描电镜观察、极化曲线以及电化学阻抗谱等手段对腐蚀前后的Zn-Al-Mg-La-Ce涂层进行了研究.结果表明:实验制备的Zn-Al-Mg-La-Ce涂层具有较好的自封闭效果,组织致密,在腐蚀过程中表面的微观孔隙能够被自身的腐蚀产物有效堵塞,涂层表面形成的致密腐蚀产物层能够阻止腐蚀的进一步发生.因此,Zn-Al-Mg-La-Ce涂层具有优异的耐蚀性能.     

NiCrBSi激光熔敷层组织及腐蚀磨损行为

应用５ｋｗ—ＣＯ２激光器在４５钢基材上进行镍基合金激光熔敷处理．观察并测定了激光熔敷层的组织及显微硬度分布，着重探讨了该合金激光熔敷层在不同条件下的腐蚀磨损行为．试验结果表明，在酸性介质中，激光溶敷层的腐蚀磨损速率随介质浓度及冲击速度的提高而线性增加，其中冲击速度影响较为显著．激光熔敷层的腐蚀磨损失效是以磨料磨损为主，失效机制是显微切削并伴随着凿削磨损。     

扩散处理对Ag-Cu复合电触头界面区域组织、成分及导电性的影响

通过等离子喷涂工艺制备Ag-Cu复合电触头试样,研究扩散退火对触头界面区域微观组织、成分分布以及导电性的影响.结果表明:400℃扩散处理使Ag-Cu复合电触头涂层在高温下产生烧结现象,涂层裂纹、孔隙减少,导电率上升;600℃扩散处理在界面区域有Cu的第二相析出,使电子散射几率下降,导电率显著上升,但随着退火时间延长,涂层内部因体积收缩,涂层裂纹、空隙增加,导电率呈现下降趋势.     

电源参数及KF和SiC纳米颗粒对ZK60 镁合金微弧氧化膜的影响

对ZK60镁合金在硅酸盐体系、不同的电源参数情况下进行微弧氧化研究.通过实验分析,得到如下结果:微弧氧化时间对膜层的耐蚀性能有较大的影响.当膜层生长到一定厚度后,耐蚀性随微弧氧化时间的延长而变差;当电流较小时,膜层均匀,孔洞较小,当电流增大时,膜层粗糙,孔洞变大,并且容易产生裂纹;KF对镁合金微弧氧化膜层的生成有很好的促进作用,当加入KF为12g/L时,膜层厚度较没加KF增加一倍多,耐蚀性也得到很大提高.当F-浓度过高时,生成的膜层粗糙,而且容易脱落.在电解液中加入纳米SiC颗粒对微弧氧化膜层的厚度和耐蚀性无明显影响.     

激光熔覆NiCrBSi合金涂层的裂纹形成机理

从微观组织研究了激光熔覆NiCrBSi镍基涂层的裂纹形成机理,分析了涂层显微组织、裂纹形貌和断口成分.结果显示：Ni60涂层具有高裂纹敏感性,即使涂层与基体热膨胀系数差异较小,涂层也容易开裂.原因是：① Ni60涂层包含大量的粗大硬质初生相和硬质共晶组织以及较少的韧性相,具有高的脆硬性; ② 断口聚集含Ca、S、Si等元素的熔渣;③ 粗大的硬质相妨碍了液体金属的自由流动,造成金属基体的不连续性;④ 粗大硬质相晶界处的液膜易在拉应力作用下破裂,形成缩孔或微裂纹,从而成为裂纹源.此外,裂纹在顶端起裂并向下扩展,裂纹多沿粗大硬质相晶界扩展,具有典型的凝固裂纹特征.     

激光熔覆Ni基涂层的稀释区与熔覆区界面形态及组织

在Ti6Al4V合金表面进行了激光重熔NiCrBSi/TiN，NiCrBSi/TiC喷涂层实验，利用扫描电镜和X射线衍射仪等手段对稀释区与熔覆区界面进行了观察。结果表明：NiCrBSi／TiC重熔层的稀释区与熔覆区界面平直，而NiCrBSi／TiN重熔层的稀释区与熔覆区的界面不复存在，是共晶组织和颗粒组织的混合区。分析认为，[C]、[N]活性原子在高温流动熔体内的不同行为，强烈地影响稀释区与熔覆区的界面性质。NiCrBSi／TiC、NiCrBSi／TiN激光重熔层中稀释区与熔覆区界面TiC和TiN相的形成，遵循化学反应的基本规律，即电负性原则。     

Al_2O_3陶瓷涂层电镀和刷镀封孔机理及效果评价

本文提出了用电镀、刷镀方法对A1_2O_3陶瓷涂层封孔的规范选择原则,并研究了封孔机理,评价了封孔效果。研究表明,在足够时间的条件下,电镀封孔应选择较小的电流密度,刷镀封孔应选择较低的电压;电镀、刷镀封孔过程中当阴极反应在涂层孔洞内充分进行时,大部分贯穿性孔洞将被封闭;当阴极反应移至表面进行时,涂层表面将沉积大量金属,而涂层内孔洞却未被封闭。用铜、镍刷镀封孔的Al_2O_3涂层在NaOH20％,NaC120％溶液中的耐蚀性提高,用镍封孔的涂层的抗热冲击性能得到改善。     

铁基金属玻璃涂层在无铅钎料中的耐腐蚀性及机理

选用Fe基非晶合金粉末(含有Cr、Mo、Ni、P、B、Si),采用等离子喷涂方法在Q235基体上制备了金属玻璃涂层.在自行设计的腐蚀实验装置中将Q235钢、1Cr18Ni9Ti不锈钢和覆有Fe基金属玻璃涂层的Q235钢浸入450,℃的高温液态无铅钎料Sn-3.5,Ag-0.5,Cu中进行腐蚀,利用扫描电子显微镜微观分析了腐蚀后的微观形貌及腐蚀产物.研究结果表明:相同实验条件下,Q235钢和1Cr18Ni9Ti不锈钢表面均腐蚀严重,断面微观组织分为钎料层、腐蚀层和基体层.其中Q235钢的腐蚀剧烈,腐蚀层成分为FeSn2;1Cr18Ni9Ti不锈钢腐蚀较严重,腐蚀层成分为(Fe,Cr)Sn2.Q235基体表面的Fe基金属玻璃涂层腐蚀前后断面微观形貌变化不大,没有出现明显的腐蚀分层,表现出了非常好的耐高温无铅钎料腐蚀的能力.     

激光熔覆对38CrMoAl钢表面改性

研究了利用横流ＣＯ２激光器在３８ＣｒＭｏＡｌ表面激光器熔覆ＮｉＣｒＢＳｉ＋ＷＣ（２５％ｗｔ）复合合金层的组织、硬度与耐磨性。用扫描电镜观察组织形貌,用Ｘ射线仪进行物相分析,用摩擦磨损试验机进行耐磨性实验：合金层与基体成良好的无裂纹气孔的冶金。表面耐磨性与工艺参数具有一定的对应关系,且２．２ｋＷ时的耐磨性最高,为氮化工艺的７．８倍。