Fe_(3-x)Cr_xSi合金的制备及其力学性能

采用机械活化+热压烧结方法制备出Fe3Si基Fe3-xCrxSi(x=0,0.2,0.4,0.6)合金,并对热压产物进行物相、微观组织以及力学性能分析.结果表明:Fe3Si中的部分Fe原子被Cr替代,晶体结构不变,主相仍是Fe3Si;随着Cr替代量的增加,衍射峰依次向低角度偏移,晶格常数增大.随着Cr含量的增加,Fe3-xCrxSi合金的组织趋向细小均匀化,硬度增大,抗压强度先增大后减小.以元素Cr进行合金化,一定程度上提高Fe3Si基合金的硬度和强度.     

热压烧结Fe_3Si-10%Cu复合材料在稀H_2SO_4中的腐蚀行为

采用机械合金化制粉/热压烧结制备了Fe3Si-10%Cu复合材料,研究了其在0.4,0.6和0.8 mol·L-1的稀H2SO4中的浸泡腐蚀行为.结果表明,Fe3Si-10%Cu复合材料在稀H2SO4中表现出腐蚀失重,且随H2SO4浓度增加材料的腐蚀速率降低;复合材料中Fe3Si和Cu两相在H2SO4溶液中形成了一个腐蚀电池,其中Fe3Si相为阳极,发生腐蚀,Cu为阴极,得到保护;电化学腐蚀测试表明,Fe3Si-10%Cu复合材料在0.4,0.6和0.8mol·L-1的H2SO4溶液中自腐蚀电位相当,且在0.4 mol·L-1溶液中具有最低的自腐蚀电流和维钝电流.在0.6和0.8 mol·L-1的H2SO4溶液中,阳极反应产物以SiO2形态附着在Fe3Si-10%Cu材料表面导致腐蚀速率下降.     

FeMnSi基形状记忆合金在水溶液中的电化学腐蚀

在 Fe Mn Si基形状记忆合金中加入 N,能强化基体 ,改善其形状回复率 ,同时有可能提高抗腐蚀性能 .采用浸泡试验和慢线性电位扫描法测量阳极极化曲线等方法 ,以 1 Cr1 8Ni9Ti不锈钢为参照 ,研究了 Fe Mn Si、Fe Mn Si Cr、Fe Mn Si Cr N等合金在 Na Cl(w=3 .5 % )、Na OH(3 mol/L )、HCl(1 mol/L)溶液中的电化学腐蚀行为 .结果表明 :在 Na Cl和 HCl溶液中 ,Fe Mn Si Cr N的抗腐蚀性能较好 ,但不如 1 Cr1 8Ni9Ti;Na OH溶液中 ,Fe Mn Si三元合金会发生钝化 ,且有很宽的钝化区 ,因此有很好的抗腐蚀性能 ,而抗腐蚀性能排序为 Fe Mn Si>Fe Mn Si Cr N>Fe Mn Si Cr>1 Cr1 8Ni9Ti.总之 ,与 Fe Mn Si和 Fe Mn Si Cr相比 ,Fe Mn Si Cr N在水溶液中有较好的抗腐蚀性能     

H2S/CO2共存聚合物钻井液中腐蚀产物膜分析

随着酸性气田的不断开采,其钻采环境中的腐蚀机理及井下管材的优选已成为研究的热点.通过室内高温高压腐蚀试验,并结合扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS),研究S135钻杆钢在H2S/CO2共存聚合物钻井液中气相与液相的腐蚀产物膜成分差异,探讨腐蚀机理.结果表明,S135钻杆钢气相和液相腐蚀速率都随温度升高和CO2分压增大而增加,气相腐蚀较液相严重,呈局部腐蚀形貌,气相腐蚀产物表面凹坑较大,液相腐蚀产物较为均匀且致密性强,以均匀腐蚀为主.气相和液相腐蚀产物膜中都含有C、O、S、Fe、Si五种元素,且腐蚀产物成分差别不大,主要成分为Fe3O4、FeS、α-FeOOH、FeS2,以及少量的Fe7S8和Fe3S4,此外在腐蚀产物膜表面还夹杂有硅酸盐物质.钻杆钢腐蚀主要来源于二氧化碳腐蚀、氧腐蚀、硫化氢腐蚀、单质硫腐蚀以及腐蚀产物膜与钢材本体间电偶腐蚀.     

Fe基合金带表面抛光工艺研究

利用磁力显微镜(MFM)观测了经机械抛光、电解抛光、机械兼化学腐蚀抛光的Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9合金带表面结构,研究了MEP法处理样品表面粗糙度和腐蚀时间之间关系,基于MFM对材料表面结构的要求,实验结果表明Fe基合金表面最佳抛光工艺为:在30℃恒温下将MEP法处理样品投于浓度为36%~38%盐酸溶液中腐蚀15min。     

基于金属电化学腐蚀的单晶SiC表面腐蚀和磨损性能研究

针对化学机械抛光中抛光液的环境污染,提出一种基于金属电化学腐蚀的单晶SiC化学机械抛光方法. 通过腐蚀实验和摩擦磨损实验,研究了电化学腐蚀单晶SiC的Si面腐蚀性能和磨损性能. 通过对比Al、Cu、Fe金属在Na2SO4电解质溶液中对Si面的腐蚀性能,发现Al在Si面产生明显的腐蚀层,EDS和XPS检测证实该腐蚀产物为SiO2. 采用摩擦磨损实验研究溶液组分对SiC的Si面磨损影响规律. 结果表明,提高Na2SO4电解质溶液浓度能获得更大的磨损量,当Na2SO4电解质溶液浓度为1.00 mol/L时,得到最大为7.19 μm2的磨损量;在酸性的金属电化学腐蚀溶液中,Si面具有更好的材料去除性能,在pH=3时磨损量达到11.97 μm2. 单晶SiC的金属电化学腐蚀材料去除机制为阴极的Al金属发生电偶腐蚀反应产生腐蚀电流,促使阳极SiC表面氧化生成SiO2氧化层,进而去除材料.     

α-AlFeMnSi相中元素扩散对Al–Zn–Mg合金微电偶腐蚀敏感性的影响

Al–Zn–Mg合金强度高且具备良好的成型和焊接性能，已广泛应用于先进装备制造中，然而服役过程中易发生局部腐蚀失效，对构件的可靠性和安全性造成威胁。本文通过第一性原理计算和扫描开尔文探针显微镜(SKPFM)研究了α-AlFeMnSi相元素扩散对Al–Zn–Mg合金局部腐蚀行为的影响。材料建模和计算的结果表明，α-AlFeMnSi相中Fe、Mn、Si元素含量降低导致α-AlFeMnSi相/Al基体之间的平均功函数差由0.232 eV减小至0.065 eV。SKPFM实验观测到α-AlFeMnSi相中Fe和Si元素含量降低时，α-AlFeMnSi相/Al基体之间的平均Volta电位差由648.370 mV降低至432.383 mV。因此，α-AlFeMnSi相中元素的扩散降低Al–Zn–Mg合金的微电偶腐蚀敏感性。基于铝中原子扩散计算，热处理工艺（>550°C）有利于α-AlFeMnSi相中Mn元素扩散进入基体，降低α-AlFeMnSi相/Al基体微电偶腐蚀效应，提升Al–Zn–Mg合金耐局部腐蚀性能。     

Fe(NO_3)_3浓度对水热法腐蚀多孔硅的影响

用水热腐蚀法,通过改变腐蚀液中Fe(NO3)3的浓度,制备多孔硅样品.用扫描电子显微镜、荧光分光光度计和傅立叶红外光谱仪对样品微结构和光学特性进行检测,并结合Islam-Kumar模型对检测结果进行分析.结果表明,增大腐蚀液中Fe(NO3)3浓度,可加快腐蚀速度,并使多孔硅中纳米硅尺寸减小,比表面积增大,从而引起样品发射峰发生蓝移,且对应于Si‖O键的红外吸收增强.     

钴基合金在液锌中的腐蚀磨损性能

通过对几种钴基合金进行静态腐蚀、力学性能测试和腐蚀磨损试验,对其耐液锌磨蚀机理进行探究．试验结果表明,材料的韧性增加有助于提高其耐磨性．合金中的Si对材料的微观结构、机械性能及耐锌液腐蚀有很大影响．随着Si含量的增加,合金由亚共晶转变为过共晶,先析出相由钴基固溶体变为树枝状的Laves相．合金的塑性降低,脆性升高,但耐液锌腐蚀性能提高．在液锌中,过共晶钴基合金的磨蚀性能比亚共晶钴基合金要好,干磨损时结果恰好相反．钴基合金的磨蚀机制主要是材料的塑性变形、脆性断裂和磨粒磨损．     

Fe3(Si1-x,Alx)金属间化合物的制备及其力学性能研究

采用真空电弧熔炼退火制备了Fe3(Si1-x,Alx)(x=0.2,0.4,0.6)Fe3Si基金属间化合物.通过XRD和SEM对制备出的试样进行表征,同时对其显微硬度、压缩强度及弯曲强度等力学性能进行了综合分析.结果表明,Fe3(Si1-x,Alx)金属间化合物仍然保持Fe3Si物相不变.Al的合金化改性降低了Fe3Si金属间化合物的显微硬度,有利于改善Fe3Si的脆性.Fe3(Si0.67,Al0.33)表现出较Fe3Si高的抗压和抗弯强度,这是其适中的有序度值与变形过程中加工硬化作用的综合结果.Fe3(Si1-x,Alx)表现出明显的二次解理特征,这利于断裂过程中裂纹能量的释放,从而提高其强度.     

Zr-4合金薄板的织构与耐疖状腐蚀性能的关系

采用500 ℃/10.3 MPa过热蒸汽中腐蚀的方法,研究热处理及织构取向对Zr-4合金薄板耐疖状腐蚀性能的影响.样品在820 ℃-1 h加热快冷后,晶粒发生长大,得到了集中的 (0001)［11 20］和 (0001)［10 10］织构,这时耐腐蚀性能比较好的（0001）面基本平行于轧面,而样品四周的侧面是耐腐蚀性能较差的(11 20)和(10 10)面.样品经过这样热处理后,增加了Fe和Cr合金元素在 α-Zr中的过饱和固溶含量,提高了样品轧面的耐疖状腐蚀性能,但是样品的侧面上仍然会出现疖状腐蚀现象.耐疖状腐蚀性能的好坏与织构的晶体取向有关,只有当样品在1 000 ℃ β 相加热快冷,使 Fe和Cr合金元素在 α-Zr中的过饱和固溶含量进一步得到提高后,才能完全抑制疖状腐蚀现象.     

碳钢高温高压CO2腐蚀产物膜的形成机制

利用高温高压反应釜模拟了N80钢在CO2分压1MPa、温度90℃、流速1ms-1条件下地层水中不同时间的腐蚀行为,并应用SEM、EDS和XRD等微观分析手段研究了腐蚀产物膜的微观形貌、成分和结构特征,探讨了腐蚀产物膜的形成机制. 结果表明:在腐蚀开始阶段(8h),腐蚀产物主要为Fe3C,并有少量的FeCO3形成. 随着腐蚀的进行(72h后),腐蚀产物膜基本上为FeCO3. 腐蚀产物膜由内外两层构成:内层膜是溶液中HCO-3不断透过膜进入膜/基界面与基体反应形成,并使膜/基界面不断向内推进;外层膜是由于溶液中Fe2 和CO2-3的浓度超过FeCO3的容度积,FeCO3晶体在内层膜表面形核并长大而形成. 外层膜的晶粒比较细小、致密. 内层膜与外层膜的界面结合比较弱,而内层膜与基体的结合比较强.     

26CrMo4套管钢在三元复合驱溶液的腐蚀行为研究

采用电化学工作站测试了P110级套管钢(26CrMo4)在三元复合驱(ASP)溶液中的腐蚀电化学行为。研究了ASP中各主要成分、浓度和温度对26CrMo4钢腐蚀行为的影响。用扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)对静态浸泡腐蚀后的试件表面进行了测试分析。结果表明,26CrMo4钢在ASP、AS、A、AP溶液中,腐蚀速率依次增大。随ASP浓度增加,腐蚀电位增大,腐蚀电流密度减小,腐蚀速率也随之减小。无论对于强碱或弱碱ASP溶液,随着温度增加,26CrMo4钢的腐蚀电流密度增加,腐蚀速率加快。经80℃静态浸泡192 h后,26CrMo4钢主要发生均匀腐蚀,腐蚀产物主要为Fe(OH)3、FeCO3、Fe2O3。     

C和Mo多重离子注入H13钢的腐蚀性能

研究了C＋Mo＋C注入结构和相变,用多重扫描电位法研究了其抗腐蚀特性,得出了抗腐蚀相生存的条件,以及这些相对抗腐蚀特性的作用,并对其改性机理进行了讨论,实验结果表明,在C＋Mo＋C双注入H13钢中,可有效地提高H13钢的抗性,并能提高点蚀电位,使之更耐点蚀,三重注入生成了含Fe2Mo,FeMo合金相和MoC,Fe5C3,Fe7C3,Mo和MoO等的表面钝化膜,这种钝化膜的存在可提高H13钢的耐腐蚀性和抗 蚀特性,其抗腐蚀和抗点蚀特性优于单注入和双注入,这种多重注入最可贵之处在于既可提高钢表面的抗点蚀特性,又能提高钢表面的抗腐蚀特性。     

Nd－Fe－B合金的组织与组成对其腐蚀行为的影响

研究了Ｎｄ－Ｆｅ－Ｂ合金的组织与组成对其腐蚀行为的影响。对Ｎｄ－Ｆｅ－Ｂ合金各主要组成相在纯水和ＮａＣｌ溶液中电位进行了测定，结果表明Ｅ（富Ｎｄ相）＜Ｅ（基体相）＜Ｅ（富Ｂ相）。Ｎｄ－Ｆｅ－Ｂ合金的腐蚀特征是晶界处的富钕相优先腐蚀，然后向晶粒内Ｎｄ２Ｆｅ（１４）Ｂ基体相扩展。环境腐蚀试验结果表明，Ｎｄ－Ｆｅ－Ｂ合金中加入Ｄｙ后，耐蚀性提高；加入Ａｌ后，则耐蚀性有所下降。     

Influence of microstructure on the corrosion resistance of Fe–44Ni thin films

An Fe–44Ni nanocrystalline (NC) alloy thin film was prepared through electrodeposition. The relation between the microstructure and corrosion behavior of the NC film was investigated using electrochemical methods and chemical analysis approaches. The results show that the NC film is composed of a face-centered cubic phase (γ-(Fe,Ni)) and a body-centered cubic phase (α-(Fe,Ni)) when it is annealed at temperatures less than 400℃. The corrosion resistance increases with the increase in grain size, and the corresponding corrosion process is controlled by oxygen reduction. The NC films annealed at 500℃ and 600℃ do not exhibit the same pattern, although their grain sizes are considerably large. This result is attributed to the existence of an anodic phase, Fe_0.947Ni_0.054, in these films. Under this condition, the related corrosion process is synthetically controlled by anodic dissolution and depolarization.     

Fe3Al基合金在模拟汽车尾气气氛中的腐蚀行为

研究了Fe-28Al-5Cr,Fe-28Al-5Cr-0.5Nb-0.1C合金及其采用钨极氩弧焊接的Fe3Al基合金焊缝,在模拟汽车尾气气氛中的腐蚀行为,分析了腐蚀产物的组成及形成机理,并与目前在汽车尾气系统应用的A3央钢及1Cr18Ni9不锈钢进行对比,结果表明,由于在实验条件下Fe3Al基合金及其焊缝表面形成了一层致密的Al2O3氧化膜,与不锈钢相同,显示出优良的抗蚀性能,与此相对比,由于A3钢表面形成疏松的Fe2O3膜容易剥落,而使腐蚀加剧。     

Al1-xFex在3.5％ NaCl溶液中腐蚀行为影响的研究

为了研究铁的含量对铝的耐腐蚀性能的影响,采用高频熔炼方法制备了Al1-xFex(x=0.0,0.2,2.0at％)合金,采用X射线衍射、金相分析、电化学测试等对Al1-xFex合金的结构、电化学腐蚀特性、在3.5％NaCl溶液中浸泡与电化学腐蚀前后的表面形貌等进行了分析.结果表明:铝及A1-0.2Fe合金在3.5％ N...     

Ni-Cr-Mo-Cu-Mx合金耐晶间腐蚀及点蚀性能

向镍基耐蚀合金中添加Ti、Fe元素,采用手工电弧炉熔炼制备新型Ni-Cr-Mo-Cu-Mx耐蚀合金,用化学浸泡法、电化学法(极化曲线法、循环伏安法)对其耐晶间腐蚀和耐点蚀能力进行研究.结果表明:在Ni-Cr-Mo-Cu合金中加入Ti元素可以增强其耐晶间腐蚀能力,减弱其耐点蚀的能力;加入Fe元素会降低Ni-Cr-Mo-Cu合金耐晶间腐蚀的能力,但提高该合金耐点蚀的能力;实验合金晶间腐蚀与点蚀的电化学行为和特征与其浸泡腐蚀的结果是吻合的.