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。     

金属离子注入纳米结构和特性

材料中纳米弥散相的形成对材料强化有着非常重要的作用,离子注入技术在材料表面容易形成这种结构.透射电子显微镜观察表明,经过Ti注入的钢,表面形成了直径为10～30nm丝状的FeTi和FeTi2相,其长度为150～320nm, 当束流密度分别为25～50μA*cm-2时,弥散相的密度分别为1.2×1011和6.5×1010 cm-2,其平均直径则分别为10和18nm. 扫描电子显微镜观察C+Ti样品表明, 注入后表面形成的抗腐蚀钝化层也为丝状纳米结构, 细丝直径25～60nm,长度100～200nm,密度约2.2×109 cm-2.这种致密的结构具有很强的抗磨损特性和抗腐蚀特性.抗磨损特性提高了8倍.电化学测量结果表明,随注量的增加,腐蚀电流密度Jp明显下降,用3×1017 cm-2注量的Ti注入H13钢Jp比未经注入之值降低到0.125%～0.050%; W注入聚脂膜(PET)形成了10～20nm W的析出相,这种相的析出使PET表面硬度增加,抗磨损和抗腐蚀特性增强,并使之形成了优良的导电层.     

C和金属(Mo,Ti)离子双注入H13钢抗腐蚀纳米丝状结构的形成

用多次扫描电位研究了金属Mo和Ti与C离子双注入和2种元素注入的顺序对抗腐蚀特性的影响,研究了抗腐蚀纳米相生成的条件,首次观察到细丝状纳米碳化物镶嵌相的形成,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,扫描电子显微镜观察表明,抗腐蚀的纳丝状纳米碳化物镶嵌相与双注入的注入次序有密切的关系,这种相仅出现在碳为最后的双注入中,特别可贵的是这种细丝状纳米碳化物镶嵌相也能有效地提高抗点蚀特性。     

碳、钨离子共注入H13钢表面改性的研究

将不同单质机械混合,在不增加注入机离子源数目的基础上实现了不同离子的共注入.发现C+W离子共注入使H13钢表面强化,硬度和抗磨损能力提高,且注量的增大加强了这种强化效果.共注入增强了H13钢的抗均匀腐蚀能力,且比双注入效果好.在开始的15个周期致钝电流密度保持为零.C+W离子共注入提高了H13钢点蚀电位,大注量(4×1017 cm-2)注入时,点蚀电位升高了200mV,而双注入则使点蚀电位有所降低.     

离子束动态混合注入钽对GCr15抗蚀性能的影响

腐蚀是引起GCr15制航空轴承早期失效的主要原因，选用促进钝性元素Ta用离子束动态注入的方法，来改变GCr15材料表面特性，提高其抗蚀性能，是防止航空轴承早期失效的有效途径．通过在0.5mol／LH2S04溶液和0．1mol／LNaCl溶液中电化学方法测试和人造海水环境的模拟试验及盐雾试验检测结果表明，离子束混合注入Ta具有极好抗全面腐蚀和抗点腐蚀的性能，其效果优于注Ti或注Cr，其耐蚀性提高的机理是由于注入表面形成高稳定性的Ta2O5防护膜和富钽的非晶态合金层．     

Ti离子注入聚合物纳米结构分析

采用MEVVA源引出的Ti等离子注入聚酯 (PET)薄膜 ,注量在 1× 10 172× 10 17cm- 2 范围 .用透射电子显微镜分析了金属离子注入PET纳米结构随注量增加的变化 .结果表明 ,注入的Ti原子在PET中形成了密集的纳米相 ,这些纳米相均匀地弥散分布在注入层中 .用透射电子显微镜 (TEM )观察横截面表明 ,注入层为 3层结构 .可见Ti的注入已经在注入层中形成了金属化表面 .表面硬度、抗磨损特性和电导率明显地增加 .最后分析了金属离子注入对聚合物特性的改善机理 .     

FeMnSi基形状记忆合金在水溶液中的电化学腐蚀

在FeMnSi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1Cr18Ni9Ti不锈钢为参照,研究了FeMnSi、FeMnSiCr、FeMnSiCrN等合金在NaCl(w=3.5%)、NaOH(3 mol/L) ,HCl(1 mol/L)溶液中的电化学腐蚀行为.结果表明在NaCl的HCl溶液中,FeMnSiCrN的抗腐蚀性能较好,但不如1Cr18Ni9Ti;NaOH溶液中,FeMnSi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FeMnSi>FeMnSiCrN>FeMnSiCr>1Cr1 8Ni9Ti.总之,与FeMnSi和FeMnSiCr相比,FeMnSiCrN合金在水溶液有较好的抗腐蚀性能.     

Ag离子注入聚合物表面形貌原子力显微镜观察及其特性研究

采用MEVVA离子注入机引出的Ag离子进行了聚酯薄膜改性研究，注入后的聚酯膜表面结构发生了很大的变化，用原子力显微镜观察了注入样品表面形貌的变化，表面粗糙度与注量密切相关。透射电子显微镜观察注入聚酯膜的横截面表明，随注量的增加，在注入层形成了纳米颗粒和富集的碳颗粒。这些颗粒增强了注入层表面强化效果。注入层表面电阻率随注量的增加而明显地下降，用纳米硬度计测量显示，Ag离子注入可明显地提高聚酯膜表面硬度和弹性模量，从而极大地增强了表面抗磨损特性。讨论了Ag离子注入聚酯膜改善特性的机理。     

Mo注入H13钢抗腐蚀结构的分析

Ｍｏ注入Ｈ１３钢明显地改善了钢表面的抗腐蚀特性，在腐蚀时间１００～２７０ｍｉｎ内，腐蚀电流密度峰值均为饱和值，极化电流密度ＪＤ是纯铁ＪＤ值的９．１％。用扫描电子显微镜观察发现，腐蚀后样品表面出现了密集的圆形和椭圆形的抗腐蚀体，其尺寸为０．５～３μｍ，这种结构具有稳定的抗腐蚀特性。随腐蚀深度的增加，这种抗腐蚀化合物暴露面积增大，因此使ＪＤ达到了饱和值。透射电子显微镜观察表明，Ｍｏ注入层中出现了Ｍｏ２Ｃ和ＦｅＭｏ弥散相，但尺寸为３～３３０ｎｍ，这比抗腐蚀体尺寸小得多，由此可见抗腐蚀体是由许多密集的ＦｅＭｏ和Ｍｏ２Ｃ结合而形成的。     

钝化预处理对316L不锈钢在漂液中电化学腐蚀性能的影响

采用电化学测试、SEM分析等方法,研究了316 L不锈钢在质量分数为30%的浓硝酸溶液及98%硫酸+20 g/L硝酸钾混合液两种钝化剂预处理后的特性,以及在ClO2漂液中的电化学抗腐蚀性能。结果表明,316 L不锈钢在25℃、30%硝酸介质中处理30 min时抗点蚀能力ΔE可达到773 mV,钝化效果较好。EIS图谱表明:316 L不锈钢在ClO2漂液中具有双容抗弧特征,钝化处理容抗弧半径较未钝化的增大,处理后的316 L不锈钢在60℃出现了Warburg阻抗;钝化膜的外层电阻和内层电阻均比未钝化的大。经钝化处理后的316 L不锈钢在ClO2漂液中的受腐蚀速率较未钝化的降低近一半,与钛材相比耐蚀性较差,但能在一定条件下起到减缓腐蚀的作用。     

Effects of chloride ion concentration and pH values on the corrosion behavior of Cr12Ni3Co12Mo4W ultra-high-strength martensitic stainless steel

The effects of Cl- ion concentration and pH values on the corrosion behavior of Cr12Ni3Co12Mo4W ultra-high-strength martensitic stainless steel (UHSMSS) were investigated by a series of electrochemical tests combined with observations by stereology microscopy and scanning electron microscopy. A critical Cl- ion concentration was found to exist (approximately 0.1wt%), above which pitting occurred. The pitting potential decreased with increasing Cl- ion concentration. A UHSMSS specimen tempered at 600°C exhibited a better pitting corrosion resistance than the one tempered at 400°C. The corrosion current density and passive current density of the UHSMSS tempered at 600°C decreased with increasing pH values of the corrosion solution. The pits developed a shallower dish geometry with increasing polarization potential. A lacy cover on the pits of the UHSMSS tempered at 400°C accelerated pitting, whereas corrosion products deposited in the pits of the UHSMSS tempered at 600°C hindered pitting.     

电子束熔凝司太立合金复层的抗蚀性能研究

在不锈钢2Cr13表面,用直流磁控溅射沉积,经电子束熔凝处理,获得司太立合金复层,利用电化学技术研究了在0.5M硫酸和0.1M氯化钠溶液中的腐蚀特性.有效地改善了2Cr13钢的抗蚀性能,临界电流密度I_c降低2个量级,钝态电流密度降低一个量级.利用扫描电子显微镜,结合EDAX进行了显微形貌和化学成分分析.     

Corrosion behavior of ferritic stainless steel with 15wt% chromium for the automobile exhaust system

The effect of chloride ion concentration, pH value, and grain size on the pitting corrosion resistance of a new ferritic stainless steel with 15wt% Cr was investigated using the anodic polarization method. The semiconducting properties of passive films with different chloride ion concentrations were performed using capacitance measurement and Mott-Schottky analysis methods. The aging precipitation and intergranular corrosion behavior were evaluated at 400–900℃. It is found that the pitting potential decreases when the grain size increases. With the increase in chloride ion concentration, the doping density and the flat-bland potential increase but the thickness of the space charge layer decreases. The pitting corrosion resistance increases rapidly with the decrease in pH value. Precipitants is identified as Nb(C,N) and NbC, rather than Cr-carbide. The intergranular corrosion is attributed to the synergistic effects of Nb(C,N) and NbC precipitates and Cr segregation adjacent to the precipitates.     

火电厂水冷壁管材T23在SO2-4溶液中的腐蚀行为

通过常温电化学实验和高温挂片实验,研究了模拟给水弱氧化性全挥发处理AVT（O）溶液中SO2-4含量对T23钢腐蚀行为的影响,并采用电化学动电位扫描、交流阻抗技术、电子扫描显微（SEM）及 X射线衍射技术（XRD）进行分析和表征。研究结果表明,SO2-4和 OH-在金属表面存在竞争吸附,阻碍了 OH-对金属的钝化作用,促进了金属的点蚀;常温条件下,SO2-4为侵蚀性阴离子,随着 SO2-4浓度的增加,T23的点蚀诱发敏感性升高,T23电极的Ecor 降低,Icor 升高,腐蚀加剧;高温条件下,随着 SO2-4浓度的增加,材料腐蚀加剧,但不引起材料表面钝化膜成份的改变。     

醋酸介质中T-403塔不锈钢填料腐蚀机理研究

某化工厂PTA装置氧化单元系统中铁离子含量增高，已影响到氧化反应效果，严重威胁稳定生产，分析认为铁离子主要来自T-403溶剂回收塔316L不锈钢填料的腐蚀．利用扫描电镜、电子探针、金相显微镜等现代物理和化学分析检测手段，观察了从T-403塔取出填料的微观形貌，测试分析了所用填料的主要化学成分及元素分布，对比了未使用和已腐蚀填料的金相显微结构、力学性能变化，研究分析了不锈钢填料的腐蚀机理．实验结果表明：不锈钢填料发生了严重的局部腐蚀，腐蚀形态为晶间腐蚀和小孔腐蚀．填料发生腐蚀后，强度和硬度明显降低．测试分析结果证明，贫铬导致晶间腐蚀，Br以及不锈钢钝化膜局部破损造成蚀孔．原填料质量存在问题，不锈钢填料的含碳量未达到超低碳316L不锈钢的标准．     

NaCl溶液中20Cr9Ni5Co14不锈钢电化学腐蚀行为

采用电化学极化技术(动电位极化技术、线性极化技术和循环极化技术)和交流阻抗技术研究了不同条件下20Cr9Ni5Co14超高强度不锈钢的电化学腐蚀行为,并采用扫描电镜对极化后腐蚀形貌进行了表征.结果表明,20Cr9Ni5Co14钢在3.5%(质量分数)Na Cl溶液中出现钝化.随着Na Cl浓度的升高,钝化现象消失,而自腐蚀电流密度从8.223×10-7A/cm2减小至1.129×10-7A/cm2;随着p H值的降低,20Cr9Ni5Co14钢的致钝电位和过钝化电位增加.在p H值高于3时,腐蚀产物膜具有良好的耐腐蚀性能而导致反应步骤成为控制步骤.而当p H值降低到2时,腐蚀产物溶解速度很快,金属界面发生腐蚀速率很大,浓差极化成为了控制步骤.对腐蚀形貌研究表明,20Cr9Ni5Co14钢在极化过程中出现点腐蚀,导致了材料的耐腐蚀性能下降.     

温度和Cl~-质量分数对304不锈钢耐点蚀性能的影响

采用线性极化技术和动电位循环伏安法2种电化学测试技术,研究温度和氯离子的质量分数对304不锈钢耐点蚀性能的影响,从而得到二者对点蚀的影响规律.结果表明:随着温度的升高和氯离子质量分数的增大,304不锈钢点蚀坑的孔径和数量均变大,电流密度也变大,击穿电位Eb负移,钝化区变窄,因此二者的升高使钝化膜的修复能力变差,点蚀敏感性增加.同时得到Eb与温度、Cl-质量分数都呈线性关系:温度每升高10℃,Eb向负方向移动约30 mV.Cl-质量分数每增加0.5%,Eb向负方向约移动10 mV.Eb-Ep随着温度或Cl-质量分数的升高而变大,但其与温度或Cl-质量分数并不成线性关系.