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.     

通用性镍基耐蚀合金的研制

依据百分因子（APF）法，参考现今先进耐蚀合金，预设计了6种APF介干2．5～3．3的通用性镍基耐蚀合金成分，应用真空感应妒和手工电弧妒熔炼合金获得了良好的效果．在氧化性酸和还原性酸进行化学腐蚀，与1Cr18Ni9Ti的耐蚀性能对比．研究结果表明，设计合金具有优异的耐蚀性及良好的通用性，并对设计合金进行了评价；合金在固溶处理后耐蚀性能有所提高；随着APF的增大合金的抗氧化性介质的耐蚀性能提高，抗还原性介质的耐蚀性能降低．     

镍基耐蚀合金扩散均匀化处理及组织性能演变

基于三维扩散理论,对所研制的Ni-Cr-Mo-Cu铸态合金的均匀化、固溶处理工艺的有效性,以及对其显微组织、力学性能和耐蚀性能的演变进行了试验研究.研究结果表明:手工电弧炉熔炼、真空感应炉熔炼和真空自耗电极炉熔炼得到比较粗大的铸态组织(分别为约20μm的胞状结构、间距80~100μm的粗大树枝晶和60~80μm的方向性树枝晶),经1 140~1 170℃,2.5 h的处理后,其胞状或枝晶组织消失、偏析组织达到均匀化.与铸态合金相比,固溶状态合金在4种典型介质中的耐蚀性都获得提高(15%~25%以上),硬度、强度提高近30%;在盐酸、混合酸和FeCl3溶液中Ni-Cr-Mo-Cu合金的耐蚀性比1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢提高1~3个数量级.通过扩散方程傅里叶级数解的分析,导得适合该耐蚀合金固溶处理时间的半经验公式.     

镍基耐蚀合金C-276铸锭元素偏析和均匀化工艺

利用光镜、扫描电镜和能谱仪等显微组织分析方法研究了镍基耐蚀合金C-276经真空冶炼+电渣重溶后铸锭的枝晶特点和元素偏析情况,根据残余偏析指数模型计算结果选取了四种均匀化实验制度,并通过均匀化实验后的组织分析和Gleeble1500试验机热模拟锻造实验验证,最终确立了适合C-276合金的均匀化工艺.结果表明:合金中偏析程度最严重的元素为Mo;在选取的四种均匀化制度中,采用1170℃下加热20h的处理方式不仅可以较好地实现成分均匀化,还能保证晶粒尺寸不过度长大,从而确保合金的热加工塑性,是最为合理的均匀化制度.实验也证明利用残余偏析指数模型,计算结果与实验结果基本吻合,在预测和评价C-276合金均匀化工艺上是可信的.     

稀土Ce对Zn-Al-Mg合金组织和耐蚀性能的影响

以Zn-Al-Mg合金为基体,加入不同比例的稀土Ce熔炼成Zn-Al-Mg-Ce合金.通过热处理细化合金组织后,在wNaCl＝3.5%的溶液(25 ℃)中进行极化曲线测量和浸泡腐蚀试验, 采用金相显微镜和电子探针观察其显微组织变化和腐蚀形貌.结果表明,稀土Ce可以显著地细化Zn-Al-Mg合金组织,并随着wCe的增加,合金晶粒变小.在wNaCl＝3.5%常温溶液中,稀土Zn-Al-Mg-Ce合金的自腐蚀电流比Zn-Al-Mg合金自腐蚀电流要小:当wCe＝0.35%时,自腐蚀电流最小,合金的耐蚀性能最好:当wCe＝0.64%时,自腐蚀电流变大,合金耐蚀性降低.稀土Ce的最佳含量为0.35%.     

镧对铸造镍基高温合金耐蚀性能的影响

本文研究了La对GBC-12合金在1030℃下抗高温氧化以及抗熔融玻璃腐蚀的影响。结果表明:La改善了氧化膜及腐蚀膜与基体金属的粘结性,促进了Cr的扩散,有利于CrO_3保护膜的形成,从而提高了该合金在1030℃时抗高温氧化和抗熔融玻璃腐蚀的能力。     

长期时效对燃气轮机叶片用镍基高温合金微观组织的影响

研究了燃气轮机叶片用镍基高温合金在800℃、850℃和900℃下分别长期时效1000h、3000h和5000h后的组织.结果表明,γ’沉淀相生长动力学遵循LSW熟化理论,长期时效过程中一次碳化物MC主要退化为M23C6型碳化物,且未发现有害相TCP相,表明合金具有良好的热稳定性.     

稀土Ce添加对Ni-P沉积镀层组织及耐蚀性能的影响

研究了稀土元素Ｃｅ添加对Ｎｉ－Ｐ沉积镀层表面形貌及耐蚀的影响。试验结果表明,随着稀土元素Ｃｅ添加量的增加,镀层中的宏观孔洞逐渐减少,耐蚀性能逐渐增加,但沉积速度随之降低,对其原因进行了分析。     

混合稀土金属对锰黄铜耐蚀性能的影响

本文研究在锰黄铜中添加微量混合稀土金属对其金相组织、机械性能和耐蚀性能 的影响。试验结果表明；添加微量混合稀土时，锰黄铜的晶粒组织明显细化，而耐蚀 性显著提高。     

雷尼镍铝合金组织与其催化剂性能的关系

为了提高催化剂的稳定性,分析了研究了雷尼镍铝合金的组织与合金粒子的相结构及催化剂性能的关系,得出了合金的晶粒大小与要求的粉体粒子大小相当,有利于得到心部为Ｎｉ２Ａｌ３相,表层ＮｉＡｌ３相结构的理想粒子。     

微量元素对ZA27合金腐蚀及老化性能的影响

ZA27合金是目前国内外发展迅速的新型材料。它具有优良的机械性能、耐磨性能和机械加工性能。该合金利用其价廉的优势,主要用于代替昂贵的青铜合金制作耐磨件。但ZA27合金与传统的锌合金一样,也有腐蚀和老化现象,这种现象历来是人们关注的问题,但迄今为止,其机理尚不清楚,也没能提出防止老化的根本措施。本文在研究ZA27于不同介质中的耐蚀性和人工时效时机械性能变化的基础上,探讨了微量Sn,Pb和RE元素对该合金腐蚀及老化性能的影响。     

稀士对铁合金喷熔层的成分、组织及各种耐磨性的影响

本文主要研究了稀土对铁基合金喷熔层不同层深的成分、组织结构及各种耐磨性的影响规律及作用机制。试验结果表明，稀土元素不但能细化喷熔层的基体组织，同时，随稀土含量的变化，硬质相的形貌、尺寸及分布规律均有所变化；并且能加速基材和喷熔层的扩散，导致喷熔层不同深处的成分也发生变化。因此，稀土对喷熔层耐磨性的影响是多方面的。     

微量Sc和Zr对Al-Mg合金晶粒细化作用的电子结构分析

运用固体经验电子理论（EET），对掺微量Sc和Zr的Al-Mg合金的介电子结构进行计算。结果表明：Zr,Sc与Al原子存在强烈的相互作用，形成Al-Zr,Al-Sc,Al-Zr-Sc偏聚区，Al-Zr-Sc原子的强烈偏聚易形成Al3(Zr,Sc1-x)复合相粒子，对基体晶粒起到强烈的晶粒细化作用。     

新804铸造合金的研究

本文对铁镍基合金──新８０４ 铸造合金进行了性能研究，使用金相显微镜、Ｘ 射线衍射仪、电子探针仪、扫描电镜研究了合金的金相组织，析出相的化学成分及断 口的微观形貌；采用拉伸和冲击试验测定了合金的机械性能，利用多种耐蚀试验方 法，研究了合金的耐蚀性能。试验结果表明：合金的金相组织为奥氏休和Ｚ相；合金 有良好的机械性能；在高温（１４２－１５０℃）烧碱介质条件下，均匀腐蚀速度为一级， 晶间腐蚀倾向极小，是目前制作抗高温烧碱泵的较好材料。     

稀土高强锌基合金耐磨性研究

该文根据锌基合金不同使用工况，利用ＳＲＶ滑动磨擦损实验仪和Ｍ－２００磨损实验机研究了ＺＡ２７ＣｕＭｇＲＥ合金同材料为摩擦副，以及与４５＾＃钢配副的磨擦磨损特性，研究发现，合金在３０＾＃机油润滑时间材质或与４５＾＃钢配副都具有良好的耐磨性能；耐干磨擦工况下易发生粘着，不宜使用，但也证明在短时间润滑失效时仍具有良好的拉伤抗力。     

复合磷肥设备中磷酸泵用材料ZS28合金的研究

本文研制的新型ＺＳ２８合金，在４２％Ｐ２Ｏ５　１％ＨＦ，２％Ｈ２ＳＯ４， １０ｇ／１ＣａＳＯ４，温度为９０—９５℃的苛刻介质中，经１１５０—１２００℃固溶处理后．通过 实验室均匀腐蚀试验、现场挂片试验、晶间腐蚀试验、电化学性能及点蚀性能试验 结果表明，该合金在此苛刻的工况介质条件下，具有优异的耐蚀性能。由ＺＳ２８合 金制造的料浆泵叶轮、泵盖、搅拌浆叶、错气盘等零部件和整机的现场运转表明， 采用该合金制造生产设备是能够较好地满足复合磷肥生产流程对设备的腐蚀与磨蚀 的要求。     

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.     

一些金属对Al-Mg-Mn-RE合金材料耐腐蚀性能的影响

研究了铁、硅、镁、锰和稀土对Ａｌ－Ｍｇ－Ｍｎ－ＲＥ合金材料耐腐蚀性能的影响．利用重量法和电化学法同时测量材料的腐蚀速率．测量结果表明：合金材料的耐腐蚀性能随着铁、硅含量的增加而显著降低;当镁含量在４．５％以下,锰的含量在０．５５％～０．６５％,稀土的含量在０．３％左右时,材料的耐腐蚀性能最好．     

碳化物及合金元素对酸液膜中晶粒腐蚀形态的影响

选用10#钢、65#钢和W6Mo5Cr4V2Al钢为实验材料,利用光学显微镜、扫描电镜和电子探针对其在酸性环境中腐蚀后的晶粒微观形貌和合金元素的分布进行观察分析,考察合金元素和碳化物的存在形式对晶粒腐蚀形态的影响.结果表明,晶粒的腐蚀形貌与碳化物分布有关,钢中碳元素以固溶形式存在或钢中添加Cr,Al元素,可显著提高钢的耐酸蚀性;在以电化学腐蚀为主的酸性环境中,组织中各相电极电位的高低才是晶粒是否易被腐蚀的本质;晶界是否易被腐蚀也主要与晶界处物相的电极电位高低有关.     

AlTiB中间合金细化剂的研究

研究了ＡｌＴｉＢ中间合金细化剂,检查了其显微组织及细化工业纯铝的性能,并与国内外ＡｌＴｉＢ中间合金细化剂进行了对比。结果表明,ＡｌＴｉＢ中间合金细化剂含有ＴｉＡｌ３,ＴｉＢ２第二相,它们形成尺寸细小,弥散分布的多相粒子团,其细化工业纯铝晶粒的能力明显优于国内外的ＡｌＴｉＢ中间合金。