镍基耐蚀合金特性、进展及其应用

镍基耐蚀合金是一类高性能的耐蚀材料.基于防腐蚀问题,概述了纯镍的性质与耐蚀特性,分析了镍基耐蚀合金与镍铬不锈钢及镍基高温合金的区别与联系.介绍了工程中镍基耐蚀合金的种类及其应用,强调了高性能通用型镍铬钼合金的特征与进展.并结合应用实例,提出应大力发展、开发及应用此类高性能耐蚀材料.     

高温浓硫酸泵用新型不锈钢的研究

设计了用于高温浓硫酸泵用新型不锈钢的化学成分，采用金相显微镜、Ｘ射线衍射仪，扫描电镜和多种腐蚀试验方法新型铸造不锈钢的组织、腐蚀形貌和耐蚀性能，试验了钢的机械性能，冶炼工艺，铸造性能与焊接性能，研究结果表明，新型铸造不锈钢具有优良的耐蚀性，较高的强度与良好的塑韧性，具有较好的工艺性能。     

高温条件下几种耐蚀合金管柱材料的抗腐蚀性能对比分析

通过高温条件下的地层水和高温高pH值完井液CO_2腐蚀试验,对比分析研究耐蚀合金管柱材料的抗腐蚀性能及在深井和超深井的适用性。结果表明:超级13Cr马氏体不锈钢在高温CO_2环境中和高温高p H值环境中的均匀腐蚀极为严重,腐蚀速率分别高达0. 454 9 mm/a和0. 386 7 mm/a,并且局部腐蚀非常明显,已不能满足高温工况环境对管柱材料的耐蚀性要求;新型17Cr马氏体不锈钢在高温条件下具有良好的抗CO_2均匀腐蚀和局部腐蚀性能,但在高温高pH值环境中发生了明显的选择性溶解腐蚀,并且均匀腐蚀速率较大; 2205双相不锈钢、超级奥氏体不锈钢和028镍基合金在高温CO_2腐蚀环境中和高温高pH值环境中具有良好的抗腐蚀性能; TC4钛合金在高温条件下具有极其优越的抗CO_2腐蚀性能,但在高温高pH值腐蚀环境中抗腐蚀性能极差,均匀腐蚀速率高达0. 424 7 mm/a,并且相比于其他耐蚀合金,局部腐蚀最为严重。     

316L不锈钢焊缝腐蚀行为的电化学研究

 316L不锈钢以其优良的耐腐蚀性能、加工性能和高抗氧化性能而被广泛应用于核电、石油、化工等领域.316L不锈钢的应用大多需要焊接成型,但焊接过程中化学成分,组织形态和相关性能的改变,使316L不锈钢的耐蚀性能降低,在焊缝接头处以及焊缝部位优先发生腐蚀,严重影响了不锈钢的使用寿命和安全性.本文采用交流阻抗法和阳极极化常规电化学方法,结合课题组自主研发的扫描微电极技术研究316L不锈钢焊缝区的腐蚀行为,探讨钨极氩弧焊和CO₂保护焊两种不同焊接方法对316L不锈钢抗腐蚀能力的影响以及氯离子浓度对焊接样品抗腐蚀能力的影响.结果表明,经过腐蚀电化学方法检测后,焊接样品的耐腐蚀性能较基材样品均发生明显降低,具体表现为氩弧焊焊接样品和CO₂保护焊焊接样品在阳极极化曲线的开裂电位E_b,腐蚀电位E_corr均较基材样品负,钝化区ΔE较基材样品变窄.交流阻抗谱测试得出氩弧焊焊接样品与CO₂保护焊焊接样品的电荷转移电阻R_ct均较基材样品小.同时,通过不同实验分析均表明,在NaCl溶液和FeCl₃溶液中,氩弧焊焊接样品的耐蚀性能较CO₂保护焊焊接样品好.实验结果还表明,随着氯离子浓度的升高,两种焊接样品的耐蚀性能均降低.     

对氟离子选择性识别的小分子有机凝胶的合成

以5-羟基间苯二甲酸二甲酯为原料,经过醚化、肼解、醛胺缩合三步反应,在温和条件下高产率合成了一种具有酰腙结构的小分子凝胶因子L,并通过红外、核磁和元素分析表征了其结构.L在乙酸乙酯中表现出很好的凝胶化能力并自组装形成具有较低临界凝胶浓度的稳定凝胶.通过X-射线衍射、浓度核磁、红外探讨了其自组装机理,证明其自组装过程主要通过分子间的范德华力、氢键以及π-π堆积作用而进行.此外,通过凝胶L的阴离子刺激响应实验,得到凝胶L对氟离子的专一性识别,即加入四丁基氟化铵固体后凝胶迅速变成黄色溶液.通过氟离子对L的DMSO溶液的紫外滴定和核磁滴定实验,证明了其识别机理,即氟离子破坏凝胶结构中的氢键使其变成溶液并且脱去—NH基团上的质子使得溶液由无色变为黄色,因此凝胶L可作为一种专一性识别氟离子的智能材料.     

316L不锈钢焊缝腐蚀行为的电化学研究

316L不锈钢以其优良的耐腐蚀性能、加工性能和高抗氧化性能而被广泛应用于核电、石油、化工等领域。316L不锈钢的应用大多需要焊接成型,但焊接过程中化学成分,组织形态和相关性能的改变,使316L不锈钢的耐蚀性能降低,在焊缝接头处以及焊缝部位优先发生腐蚀,严重影响了不锈钢的使用寿命和安全性。本文采用交流阻抗法和阳极极化常规电化学方法,结合课题组自主研发的扫描微电极技术研究316L不锈钢焊缝区的腐蚀行为,探讨钨极氩弧焊和CO2保护焊两种不同焊接方法对316L不锈钢抗腐蚀能力的影响以及氯离子浓度对焊接样品抗腐蚀能力的影响。结果表明,经过腐蚀电化学方法检测后,焊接样品的耐腐蚀性能较基材样品均发生明显降低,具体表现为氩弧焊焊接样品和CO2保护焊焊接样品在阳极极化曲线的开裂电位Eb,腐蚀电位Ecorr均较基材样品负,钝化区△E较基材样品变窄。交流阻抗谱测试得出氩弧焊焊接样品与CO2保护焊焊接样品的电荷转移电阻Rct均较基材样品小。同时,通过不同实验分析均表明,在NaCl溶液和FeCl3溶液中,氩弧焊焊接样品的耐蚀性能较CO2保护焊焊接样品好。实验结果还表明,随着氯离子浓度的升高,两种焊接样品的耐蚀性能均降低。     

制造LAO反应器用904L带极堆焊技术

超级奥氏体不锈钢904L是一种含碳量很低的高合金化的奥氏体不锈钢,专为腐蚀条件苛刻的环境而设计.制造LAO反应器用904L带极堆焊时,堆焊层的力学性能和耐蚀性取决于能否正确选用焊接材料、严格控制焊接热输入量以及制定合理的焊接工艺.结合LAO反应器用904L钢的焊接特点,通过碟形封头的埋弧带极、电渣带极堆焊工艺试验和产品的施焊,表明所选用的焊接方法、焊接材料、焊接工艺规范正确合理.     

316L和316LN不锈钢在高温高盐溶液中钝化膜的性能研究

利用电化学及扫描电子显微镜（SEM）对316L与316LN两种不锈钢在高温高盐环境中的耐蚀性能进行了对比研究,利用Mott-Schottky曲线研究了两种材料的钝化膜半导体特征,借助X射线光电子能谱（XPS）研究了316LN不锈钢的钝化膜结构以及N元素在钝化膜中的分布状态。结果表明：在高温高盐环境中,两种材料形成的钝化膜都为n型半导体;316LN不锈钢形成的钝化膜耐点蚀性能更好,其钝化膜内缺陷浓度更低,N元素会在钝化膜中富集。最后利用点缺陷原理对316LN钝化膜的耐蚀机理进行了研究。     

非晶态镍磷和镍钨磷双层复合镀膜的耐蚀性能研究

主要对比研究了镍磷镀膜,镍钨磷镀膜以及镍磷和镍钨磷双层复合镀膜的耐蚀性能,分别进行了各镀膜的盐雾腐蚀试验和各镀膜的阳极化曲线的测定,然后根据实验结果,对比分析了以上三种镀膜的耐蚀性能。实验结果表明非晶态镍磷及镍钨磷双层复合镀膜的耐蚀性能优于其他两种镀膜的耐蚀性能。     

铁-铬-镍系耐热合金的焊接工艺分析

耐热高温合金广泛应用于航空航天、船舶等行业,其焊接技术和焊接性能一直是研究的重点.分析了铁-硌-镍系的Incoloy800耐热合金、铸造耐热不锈钢炉管(HK-40)和HP45NbTi铸造耐热不锈钢的化学成分,结合所选用的焊接材料,讨论了这三种耐热合金适宜的焊接工艺.     

液固流动相中不锈钢耐颗粒冲刷腐蚀性能研究

采用自制的旋转冲刷腐蚀失重装置，研究了湿法磷酸中固体颗粒的性质，如固含量，粒径等环境参数对不锈钢316L和904L冲刷腐蚀速率的影响，并在扫描电镜下观察了不锈钢腐蚀的形貌，试验结果表明，CaSO4结晶颗粒固含量质量分数由10％增加到50％时，冲刷腐蚀速率有所增大，316L不锈钢主要以腐蚀为主，且表现为晶间腐蚀，当浆体中含有SiO2固体颗粒时，液相腐蚀性得到降低，虽然不锈钢904L耐液相腐蚀性能优良，但耐冲刷（磨损）性能较差，尤其当SiO2粒径增大时，冲刷腐蚀速率明显增大。     

Nb在现代铁素体不锈钢中的应用研究进展

Nb元素越来越多地被应用于铁素体不锈钢中以提高其性能。本文综述了Nb对铁素体不锈钢强度、韧性、耐腐蚀、抗高温氧化等性能影响的研究进展,以及国内外含Nb铁素体不锈钢在汽车、建筑、家用电器等领域中的应用现状。分析了目前我国含Nb高性能铁素体不锈钢研发中存在的主要问题,认为我国未来应重点研究新型超临界温度的含Nb耐热不锈钢等高端装备制造材料,以促进含Nb高性能铁素体不锈钢的研发和生产,改善我国不锈钢的品种结构。     

Pitting corrosion and crevice corrosion behaviors of high nitrogen austenitic stainless steels

Pitting corrosion and crevice corrosion behaviors of high nitrogen austenitic stainless steels (HNSS) were investigated by electrochemical and immersion testing methods in chloride solution, respectively. The chemical constitution and composition in the depth of passive films formed on HNSS were analyzed by X-ray photoelectron spectrum (XPS). HNSS has excellent pitting and crevice corrosion resistance compared to 316L stainless steel. With increasing the nitrogen content in steels, pitting potentials and critical pitting temperature (CPT) increase, and the maximum, average pit depths and average weight loss decrease. The CPT of HNSS is correlated with the alloying element content through the measure of alloying for resistance to corrosion (MARC). The MARC can be expressed as an equation of CPT=2.55MARC-29. XPS results show that HNSS exhibiting excellent corrosion resistance is attributed to the enrichment of nitrogen on the surface of passive films, which forms ammonium ions increasing the local pH value and facilitating repassivation, and the synergistic effects of molybdenum and nitrogen.     

氮在奥氏体不锈钢中的作用

论述了在奥氏体不锈钢中适量加氮可以提高奥氏体组织稳定性、力学性能和部分抗腐蚀能力；表面渗氮技术，如等离子体源渗氮，使得奥氏体不锈钢的力学性能，抗腐蚀性能更加优异，同时指出有关氮化物析出的原因、条件以及对力学性能、抗腐蚀性能的一些负面影响，研究结果表明，由于氮价格十分低廉，可以部分甚至全部取代镍以及合金化展出现的优良性能，氮已经成为奥氏体不锈钢重要的合金化元素，氮合金化的研究日益受到各方面的关注。     

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。     

Properties of passive film formed on 316L/2205 stainless steel by Mott-Schottky theory and constant current polarization method

Semiconductor properties of the passive films formed on 316L and 2205 stainless steel were studied by Electrochemical Impedance Spectroscopy(EIS) in the high-temperature acetic acid.The results showed that the corrosion resistance of 2205 was higher than that of 316L,and the passive films formed on 316L and 2205 stainless steel showed p-type and n-type semiconductor behavior,respectively.Destruction and self-repairing of passive films were studied by using the constant current polarization method.The result...     

不同电解质溶液对Ni腐蚀行为的影响

分别对不同酸度、离子强度、离子迁移速率的电解质溶液中镍电极的电化学腐蚀行为进行了测定．并研究了酸性溶液中氯离子对镍电极溶解、钝化、孔蚀等过程的影响．实验表明，提高溶液酸度和离子强度，都会加大金属镍的腐蚀速率，对金属卤化物而言，阳离子迁移速率越小的溶液对金属的腐蚀越严重，在0．1mol／L硫酸溶液中，氯离子的含量超过0．03mol／L时，就会有明显的孔蚀现象发生．     

铁素体不锈钢在盐酸溶液中的腐蚀过程

利用电化学工作站,结合微观腐蚀形貌分析,研究了铁素体不锈钢在盐酸溶液中的腐蚀过程.结果表明:铁素体不锈钢在盐酸溶液中的腐蚀过程分为3个阶段:表面钝化膜的穿透、腐蚀产物膜的增厚以及阴阳极反应平衡.不锈钢在表面钝化膜的穿透和腐蚀产物膜的增厚阶段仅发生均匀腐蚀,而在反应平衡阶段不锈钢表面出现大量的晶间腐蚀和少量的点蚀.当盐酸质量分数大于10%时,铁素体不锈钢在盐酸溶液中的极化曲线钝化区完全消失,其腐蚀过程主要受阳极控制.随着盐酸质量分数的增大,溶液电阻Rs和电极反应的电荷转移电阻Rt均逐渐减小,同时腐蚀电极表面双电层结构中的充放电能力不发生改变.     

Effects of chromium on the corrosion and electrochemical behaviors of ultra high strength steels

The effects of chromium on the corrosion and the electrochemical behaviors of ultra high strength steels were studied by the salt spray test and electrochemical methods. The results show that ultra high strength steels remain martensite structures and have anodic dissolution characteristic with an increase of chromium content. There is no typical passive region on the polarization curves of an ultra high strength stainless steel, AerMet 100 steel, and 300M steel. However, chromium improves the corrosion resistance of the stainless steel remarkably. It has the slowest corrosion rate in the salt spray test, one order of magnitude less than that of AerMet 100 and 300M steels. With the increase of chromium content, the polarization resistance becomes larger, the corrosion potential shifts towards the positive direction with a value of 545 mV, and the corrosion current density decreases in electrochemical measures in 3.5wt% NaCl solutions. Because of the higher content of chromium, the ultra high strength stainless steel has a better corrosion resistance than AerMet 100 and 300M steels.