合金元素对铝阳极材料电化学性能和显微组织的影响

通过正交试验设计出一种性能优良的铝合金阳极材料。采用X线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)并结合能谱(EDS)研究铝合金的相结构、表面形貌、显微组织和腐蚀产物,采用电化学方法和化学浸泡法研究铝合金阳极的电化学和腐蚀性能,得出Mg,Sn,Ga和In4种元素对铝阳极电化学及腐蚀性能的影响。研究结果表明:Mg是影响铝阳极电化学性能的最主要因素,低含量的Mg有利于提高铝阳极的电化学性能;In是影响析氢的最主要因素,高含量的In有利于抑制析氢。     

飞机用阳极氧化铝合金在醋酸钾型除冰液干湿交替作用下的腐蚀电化学行为研究

在实验室模拟了除冰液对飞机蒙皮材料干湿交替腐蚀过程,采用宏观电化学和扫描开尔文探针(SKP)微区技术研究了飞机蒙皮用阳极氧化2024铝合金接触醋酸钾型飞机除冰液的腐蚀电化学行为。结果表明:未加缓蚀剂的除冰液浓度较高时腐蚀性强,对阳极氧化铝合金腐蚀较为严重;随除冰液浓度降低,腐蚀倾向和腐蚀速率减小。添加缓蚀剂后,高浓度除冰液由于缓蚀剂浓度在其最佳浓度范围,缓蚀效率高,阳极氧化铝合金的腐蚀非常轻微;随除冰液浓度降低,缓蚀剂浓度亦随之降低,缓蚀剂逐渐失效,除冰液的腐蚀性反而增强,阳极氧化铝合金的腐蚀倾向和腐蚀速率均随之增大。随腐蚀周期延长,试样在除冰液中的膜电阻呈波浪形逐渐增大趋势,电荷转移电阻则先减小后增大;除冰液腐蚀前后,阳极氧化铝合金表面SKP微区电位均呈随机分布,且随腐蚀周期延长随机变化,无明显点蚀发生,除冰液对阳极氧化铝合金的腐蚀为全面腐蚀。     

镧含量对铝合金牺牲阳极海水综合电化学性能的影响

【目的】分析Al-Zn-In-Si系牺牲阳极添加不同含量配比的稀土元素镧(La)时,其电化学性能的作用规律,获得在海水环境下最佳牺牲阳极电化学性能的La添加量。【方法】通过模拟海洋环境,采用XRD分析、极化曲线、交流阻抗(EIS)和恒电流加速试验等方法,研究含La铝合金牺牲阳极的开路电位、工作电位、溶解形貌、电流效率以及极化等行为及其发生机理。【结果】La的加入改变了铝合金牺牲阳极溶质元素的存在形式,并随着含量的变化对其产生不同程度的影响;EIS谱表明含La铝合金牺牲阳极活化溶解过程体现了点蚀诱导期和发展期,极化曲线表明加入过量La后铝合金牺牲阳极的腐蚀电位变正,活化性能变差;恒电流测试实验表明加入La后铝合金牺牲阳极的电流效率有所升高。【结论】适量添加稀土元素La可有效改善铝合金牺牲阳极在海水中的电化学性能,其中La含量为0.2%的铝合金牺牲阳极电流效率最高。     

化学工业沉船牺牲阳极保护数值模拟——以经远舰为例

对经远舰牺牲阳极保护进行研究,获得不同数量铝合金牺牲阳极对沉船基体的保护效果,为经远舰沉船保护提供科学依据。测试沉船基体及铝合金牺牲阳极在模拟海水中的极化曲线,得到模拟计算所需参数。运用Comsol软件建立物理模型,设置边界条件,模拟计算沉船在海水中的阴极保护效果。根据不同数量牺牲阳极的沉船表面电位分布、局部电流密度及电极腐蚀速度,分析基体和牺牲阳极的腐蚀行为,得到牺牲阳极的使用寿命。随着牺牲阳极数量减少,基体表面电位分布最低和最高电位同时减小,局部电流密度增大,阳极的腐蚀速率增大。当布置24块牺牲阳极时,基体局部电流密度和电极腐蚀速度最小,但表面最低电位超出标准保护电位范围,基体发生过保护;牺牲阳极数量较少到14块和12时,基体表面电位分布在标准保护电位范围内;布置10块牺牲阳极时,表面最高电位不在标准范围内,基体处于欠保护。依据国家保护电位范围标准-0.75~-0.95V（vs.Ag/AgCl）及牺牲阳极最长使用寿命,选择14块铝合金牺牲阳极作为沉船保护的最佳方案。     

Cu含量对2A14铝合金显微组织和腐蚀性能的影响

为了提升2A14铝合金耐局部腐蚀性能,采用扫描电镜(SEM)、点蚀测试、循环阳极极化曲线(Tafel)和电化学阻抗谱(EIS)等分析测试方法,研究了Cu含量对2A14铝合金锻件显微组织和腐蚀性能的影响.结果表明:随着Cu含量降低,诱导点蚀的Al2Cu和AlCuMgSi残余结晶相体积分数减小,点蚀坑密度显著降低,合金抗点蚀性能和电化学腐蚀性能大幅提高.     

模拟污损生物附着对Zn-Al-Cd阳极腐蚀性能影响的研究

通过电化学阻抗(EIS)、扫描电镜(SEM)和模拟生物膜方法研究污损生物附着对Zn-Al-Cd牺牲阳极在海水中腐蚀行为的影响.电化学阻抗结果得出,在整个实验周期内,阳极试样的腐蚀速率顺序为:添加微量藤壶牡蛎粉末<<表面涂一薄层琼脂的阳极<空白阳极;SEM结果表明,只添加薄层琼脂的Zn-Al-Cd发生均匀腐蚀,而添加微量藤壶牡蛎粉末的阳极发生局部腐蚀.整个实验结果可以说明,阳极表面大型污损生物的致密覆盖使内外腐蚀介质的交换受到抑制,在一定程度影响了Zn-Al-Cd牺牲阳极的溶解释放,影响阴极保护效果.但另一方面,大型污损生物在阳极表面形成的致密层也有可能引起局部腐蚀的发生.     

淬火速率对Al-5Zn-3Mg-1Cu铝合金厚板剥落腐蚀的影响

采用末端淬火和腐蚀浸泡方法研究了淬火速率对Al-5Zn-3Mg-1Cu铝合金厚板剥落腐蚀性能的影响,结合金相显微镜、透射电镜和扫描透射电镜微观组织表征对影响机理进行了分析和探讨.Al-5Zn-3Mg-1Cu铝合金的剥落腐蚀性能随淬火速率的减小(2 160℃/min→100℃/min)而下降,腐蚀等级由P级变为ED级,最大腐蚀深度从15μm增加至530μm.淬火速率减小导致晶界析出相数量增加,其中Zn,Mg元素含量上升,无沉淀析出带宽化,是剥落腐蚀性能下降的主要原因.     

稀土对铅蓄电池Pb-4.6Sb合金阳极腐蚀性能的影响

用恒电流失重法,金相显微分析,扫描电镜及X射线衍射等方法研究了镧、铈及混合稀土对pb-4.5Sb合金阳极腐蚀性能的影响。发现铈能改善合金的阳极腐蚀性能,而镧及混合稀土均使合金的阳极腐蚀性能变差。从内部组织及阳极腐蚀膜的结构与组成等方面,解释了稀土对Pb-4.5Sb合金阳极腐蚀性能的影响。     

时效处理对7085铝合金锻件组织和腐蚀性能的影响

采用慢应变速率拉伸试验、剥落腐蚀试验、极化曲线及透射电镜等分析方法,研究时效处理对7085铝合金锻件腐蚀性能的影响.研究结果表明:与T6时效合金相比,合金经T74时效的抗应力腐蚀和抗剥落腐蚀性能提高但强度显著降低;经RRA时效处理,合金保持了较高强度的同时,应力腐蚀性能敏感性降低,抗剥落腐蚀性能提高;在腐蚀溶液中,极化曲线测试也表现出同样的趋势:合金经过RRA时效处理,形成粗大且不连续的晶界析出相是提高腐蚀性能的主要原因.     

2219铝合金锻件TIG焊接头的组织和腐蚀行为

采用TIG焊制备2219铝合金焊件,并结合金相(OM)、扫描电镜(SEM)、投射电镜(TEM)、浸泡实验和电化学实验等分析测试方法,研究了2219铝合金锻件TIG焊接头的组织演变和腐蚀行为。结果表明:焊缝组织呈树枝状等轴晶,细小均匀;局部腐蚀原电池形成倾向减弱,电位正移,耐蚀性能最好;母材区由于残余结晶相和晶界时效析出相连续析出,腐蚀发生在残余结晶相周围贫铜区和晶界处,且晶界作为腐蚀通道加速阳极溶解速率,导致母材区在腐蚀溶液中最先腐蚀;过时效区因析出相在晶界上的断续分布,晶界电位将正移,有利于腐蚀性能的提高;淬火区存在大量含Cu过饱和固溶体,且未见无沉淀析出带,是抗腐蚀性能较过时效区进一步提高的原因。由于残余结晶相、基体、析出相和晶界结构的共同作用导致合金接头耐蚀性存在差异,依次为焊缝区淬火区过时效区母材区。     

固溶处理对AP65镁合金阳极放电活性的影响

采用熔炼铸造法制备AP65镁合金阳极材料,采用扫描电镜(SEM)结合能谱分析(ESA)研究不同状态下试样的显微组织和腐蚀形貌,采用X线衍射仪(XRD)分析不同状态下试样的相结构,采用动电位极化扫描法、恒电流氧化法和交流阻抗法研究不同状态下试样在3.5%NaCl溶液中的电化学行为。研究结果表明:铸态试样在晶界处存在不连续分布的第二相Mg17Al12,该第二相能增强试样的耐蚀性,但导致试样局部腐蚀严重且放电活性较弱;经400℃固溶24 h后第二相溶解,试样的耐蚀性减小,腐蚀相对铸态试样均匀且放电活性增强。     

晶粒细化对金属材料腐蚀行为的影响研究进展

Grain refinement can strengthen the mechanical properties of materials according to the classical Hall–Petch relationship but does not always result in better corrosion resistance. During the past few decades, various techniques have been dedicated to refining grain, along with relevant studies on corrosion behavior, including general corrosion, pitting corrosion, and stress corrosion cracking. However, the fundamental consensus on how grain size influences corrosion behavior has not been reached. This paper reviews existing literature on the beneficial and detrimental effects of grain refinement on corrosion behavior. Moreover, the effects of microstructural changes (i.e., grain boundary, dislocation, texture, residual stress, impurities, and second phase) resulting from grain refinement on corrosion behavior are discussed. The grain refinement not only has an impact on the corrosion performance, but also results in microstructural changes that have a non-negligible effect on corrosion behavior or even outweigh that of grain refinement. Grain size is not the only factor affecting the corrosion behavior of metallic materials; thus, the overall influence of microstructures on corrosion behavior should be understood.     

轧制方式对镁合金生体腐蚀行为的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、浸泡质量损失和拉伸测试等手段研究了轧制方式(常规轧制和一道次高应变速率轧制)对镁合金(纯镁,Mg-4Zn,Mg-4Zn-0.3Ca和ZK60)在Hank’s溶液中腐蚀行为的影响.结果表明:与常规轧制态相比,高应变速率轧制态镁合金在长时间浸泡过程中平均腐蚀速率较低,抗拉强度下降幅度较小,耐腐蚀性能明显提高,可归因于晶粒细化、再结晶程度较高、孪晶较少和残余第二相相对粗大等;轧制态合金中第二相较少且较细小,表现为相对均匀的丝状腐蚀.     

滑动摩擦加工挤压Mg-Dy-Ni合金的显微组织、力学及腐蚀性能

研究了滑动摩擦加工(SFT)Mg-12Dy-1.1Ni(wt.%)合金的显微组织、力学及腐蚀性能.结果表明:SFT细化了挤压合金表层的晶粒,碎化了LPSO相和Mg₂₄Dy₅颗粒相并促使其均匀分布.SFT同时提高了挤压合金的力学和腐蚀性能.SFT合金具有较高的最大抗拉强度(δ_UTS=356 MPa)和延伸率(ε=25%).SFT合金高的拉伸性能主要来自晶粒细化、18R-LPSO相的弥散强化和14H-LPSO相的析出强化.与挤压合金相比,SFT合金在0.1 mol NaCl溶液中浸泡1 h的失重率从3.02 mg/cm²/h降低到1.86 mg/cm²/h,腐蚀电流密度降低到2.98 mA/cm²,SFT合金良好的腐蚀性能与合金元素及第二相颗粒的均匀分布有关.     

Corrosion behavior of tempered dual-phase steel embedded in concrete

Dual-phase (DP) steels with different martensite contents were obtained by appropriate heat treatment of an SAE1010 structural carbon steel, which was cheap and widely used in the construction industry. The corrosion behavior of DP steels in concrete was investigated under various tempering conditions. Intercritical annealing heat treatment was applied to the reinforcing steel to obtain DP steels with different contents of martensite. These DP steels were tempered at 200, 300, and 400℃ for 45 min and then cooled to room temperature. Corrosion experiments were conducted in two stages. In the first stage, the corrosion potential of DP steels embedded in concrete was measured every day for a period of 30 d based on the ASTM C 876 standard. In the second stage, the anodic and cathodic polarization values of these steels were obtained and subsequently the corrosion currents were determined with the aid of cathodic polarization curves. It was observed that the amount of second phase had a definite effect on the corrosion behavior of the DP steel embedded in concrete. As a result of this study, it is found that the corrosion rate of the DP steel increases with an increase in the amount of martensite.     

恒电量仪在钢筋混凝土腐蚀监测中的应用

利用恒电量仪测定了钢筋混凝土中水灰比及二级粉煤灰含量对钢筋（45^#钢）的腐蚀行为的影响,并用恒电位仪的弱极化动电位扫描曲线解析结果与之比较。结果表明恒电量仪应用于钢筋混凝土的腐蚀监测简便、快速。     

固溶处理温度对2507双相不锈钢组织结构及耐蚀性能的影响

【目的】现代工业的飞速发展对双相不锈钢的使用要求越来越高,为扩大2507双相不锈钢(DSS2507)的实际应用,本研究探讨固溶处理温度对DSS2507组织结构、硬度及耐蚀性能的影响。【方法】通过定量金相法及硬度法研究固溶处理温度对DSS2507显微组织结构以及硬度的影响;通过电化学实验分析固溶处理温度对DSS2507抗腐蚀能力的影响。【结果】随着固溶处理温度的上升,铁素体α相含量增多而奥氏体γ相含量减少,固溶处理温度为1 050~1 100℃时可使钢中铁素体相跟奥氏体相的比例达到1∶1。固溶处理温度为1 000~1 050℃时DSS2507的硬度降低;但固溶处理温度从1 050℃升高到1 200℃时,其硬度又逐渐升高。另外,随着固溶处理温度从1 000℃升高到1 200℃,DSS2507的耐均匀腐蚀和点蚀性能先增强后减弱,1 050℃处理的DSS2507抗电化学腐蚀性能最优。【结论】固溶处理温度为1 050~1 100℃时可以使DSS2507两相比例达到1∶1,经1 050℃固溶处理的DSS2507抗电化学腐蚀性能最优。     

热处理对N36锆合金腐蚀与吸氢性能的影响

将N36锆合金样品分别进行1 020 ℃/20 min WQ+C.R.+580 ℃/50 h AC、820 ℃/2 h AC+580 ℃/50 h AC、820 ℃/2 h AC+C.R.+580 ℃/50 h AC、700 ℃/4 h AC+C.R.+580 ℃/50 h AC 4种不同的热处理.用透射电镜观察了它们的显微组织,用高压釜腐蚀试验研究了它们在400 ℃/10.3 MPa过热水蒸气中的腐蚀与吸氢行为.结果表明：经1 020 ℃/20 min WQ+C.R.+580 ℃/50 h AC处理后样品的耐腐蚀性能最好,其原因在于合金中第二相细小弥散分布在晶界及晶内;而经820 ℃/2 h AC+580 ℃/50 h AC处理后样品的耐腐蚀性能最差,第二相主要集中在晶界上,且比较粗大.经820 ℃/2 h AC+C.R.+580 ℃/50 h AC、700 ℃/4 h AC+C.R.+580 ℃/50 h AC处理的样品的腐蚀性能介于两者之间.热处理对N36锆合金腐蚀时的吸氢行为有一定的影响,但不如对Zr 4合金的影响大,这可能是因为N36锆合金中的第二相吸氢能力不如Zr 4合金中的Zr(Fe,Cr)2第二相强的缘故.     

S135钢在含CO2聚合物钻井液中腐蚀研究

利用高温高压反应釜研究油田常用的四种S135钢在含CO2聚合物钻井液中腐蚀行为。结果表明,平均腐蚀速率随温度或CO2分压增大而先增大然后降低;随流速增大而升高。S135钢在动态液相中的平均腐蚀速率远大于动态气相,无论在液相还是气相S135钢平均腐蚀严重情况依次为S135（A）＞S135（B）＞S135（C）＞S135（D）。该实验条件下（温度为100℃,CO2分压为3MPa,流速为2m/s,腐蚀时间为96h）,S135钢气相局部腐蚀比较轻微,其点蚀系数介于1.12~1.49,液相局部腐蚀比较严重,其点蚀系数介于1.40~5.22。用聚合物钻井液钻遇高含CO2气层时,建议采用S135（D）钻杆,最好不用S135（A）或S135（B）钻杆。     

含Er镁合金的研究进展

综述了稀土元素Er在镁合金中的作用及对镁合金显微组织、力学性能和耐蚀性能影响的研究进展.Er可以净化镁合金熔体并对熔体具有良好的阻燃作用;稀土Er可以细化合金的晶粒组织,影响析出相的形态、数量、大小和分布,提高了镁合金的力学性能和耐腐蚀性能.