基于非水基电解液的钛合金微细电解加工工艺优化

针对钛合金这种典型的难于传统机械加工的材料,电解加工能达到"以柔克刚"的目的,是解决钛合金加工难题的首选方案.但是钛存在自钝化的特性,如果使用常规的水基电解液进行钛合金的电解加工,其基体表面会持续生成氧化膜,降低加工精度,甚至导致加工无法进行.为了解决这一技术难点,本文尝试采用以乙二醇作为基体的电解液进行电解加工实验.并通过工艺优化实验探究了行走速度、初始加工间隙、脉冲峰值电压等参数对钛合金微细电解加工效果的影响.通过对比分析加工效果,最终确定出优化的工艺参数,并利用优选参数在钛板基体上加工出TJU字样,从而实现钛合金微细电解加工.     

用SEM研究氯离子对铁的钝化膜的作用

利用扫描电子显微镜（ＳＥＭ）研究酸性溶液中氯离子对铁钝化过程的作用，ＳＥＭ实验结果表明：氯离子破坏了在铁的阳极钝化区域内形成的钝化膜，并引起孔蚀；硝酸根离子能够抑制氯离子引起的孔蚀，并使铁恢复钝化状态。这些实验结果与电化学方法获得的结果相一致．     

模板阴极电解加工群孔的成形规律

采用模板阴极进行电解加工群孔试验,探讨了模板阴极电解加工的成形规律,建立了反映实际加工过程的数学模型,并考虑非线性电解液的影响,利用参数化有限元分析技术对蚀除过程进行模拟和数值求解,最后进行了相应的试验验证.结果显示:仿真蚀除的深度和直径与实际加工的深度和直径相符;采用模板阴极双面电解加工方式可减小孔的锥度和缩短加工时间;模板阴极电解加工方式可低成本、高效率地在金属薄板上加工出群孔结构.     

钛合金方孔电解加工多物理场耦合研究

为进一步提高电解加工的质量和精度,以钛合金方孔电解加工为对象,充分考虑了电解加工中电场、流场和温度场的相互影响关系,建立了钛合金方孔电解加工多物理场耦合模型,通过数值计算得到了多物理场耦合电解加工电位、深度、流速、气泡率和温度梯度的分布,探讨了各物理量随加工时间的变化规律,并开展了钛合金方孔电解加工试验,研究了不同的电解液入口压力对加工质量的影响规律.试验结果表明:电解加工是电场、流场和温度场相互耦合的过程;相同条件下不同加工时间的方孔轮廓实测值与理论计算值吻合得较好;随着加工时间的递增,加工的深度和锥角在变大,加工区域的流速降低、气泡率增加和温度梯度增大.     

钛合金材料在醇类溶液中的电化学行为

采用动电位极化测量技术测定了4种航空用钛合金材料（TC4，TCll，TA7和TAl2)在6种醇类溶液介质中的极化曲线和它们的电化学参数．重点考察了醇类溶液中H2O或C1^-离子的影响．结果表明：醇类溶液中含一定量的H2O可适当改善材料的耐点蚀性能；而醇类溶液中的C1^-离子将严重损害材料的耐点蚀性能，明显使钛合金材料从自钝化状态转变为活化状态．     

钢铁点蚀行为研究概况

从4个方面介绍了钢铁的点蚀行为，包括点蚀的机理、点蚀影响因素、点蚀的研究方法以及缓解点蚀发生的缓蚀剂。点蚀的发生发展机理与导致点蚀形成和发展的影响因素是开发抑制点蚀的缓蚀剂的切入点，通过相关研究指出可大量投入实际应用的有效点蚀缓蚀剂是未来钢铁点蚀缓蚀剂的研究重点。     

基于多功能加工平台的微细电解加工工艺

利用多功能微细加工平台的微细电火花加工技术为微细电解加工在线制作微细电极,在低浓度钝化电解液、低加工电压和高频窄脉冲电流加工条件下,利用高速旋转工具电极和微电流密度下电解钝化作用,实现了微米级的微细电解加工.通过工艺实验,研究电压、电解液浓度和进给速度等参数对加工间隙的影响,优化工艺参数.在优化加工条件下,在厚为100μm的不锈钢薄片上微细电解钻削出65μm的微小孔.针对成型电极在微细加工中暴露出的缺点,提出了利用旋转微细电极像微铣刀一样进行微细电解铣削新工艺,加工出高精度型孔和悬臂梁等微结构.     

用循环伏安法研究钼酸盐对软钢的缓蚀作用

把软钢加工成旋转圆盘电极,用循环伏安法,研究软钢在去空气和空气饱和的中性低硬度水中钼酸盐的缓蚀性能,以及钼酸盐与亚硝酸盐的协同效应。通过测定点蚀电位再钝化电位和点蚀临界氯离子浓度等参数来评定体系的抗点蚀性能。实验结果表明:钼酸盐比亚硝酸盐对软钢有更好的抗点蚀性能。亚硝酸盐有利于钝化;而钼酸盐有利于再钝化。当它们结合使用时,由于性能的相互补偿,产生很好的协同效应。旋转环盘电极的研究表明,钼酸盐改善再钝化性能是由于形成铁的不溶性钼酸盐化合物所致。     

可控电源磨齿原理研究──一种电解磨齿新方法的探索

为了充分发挥电解加工中电压易于控制的特点,本文提出了一种新的电解磨削齿轮方法,利用光电系统控制电解磨削的工作电压来纠正齿轮的误差。经试验证明,其控制方法简便、准确,纠正齿形误差的能力较强。 一、试 验 装 置 本试验只研究了沿工件齿形方向的可控蚀除砂轮4与彼加工齿轮3为固定中心距、单面啮合、自由带动(砂轮主动)。砂轮接可控电源输出端负极,工件接正极。电解液以喷射方式进入啮合区。当可控电源有输出电压时,工件上对应的啮合点处(见图25)便有金属蚀除。蚀除量的大小取决于输出电压的大小。 可控电源输出电压由光电系统控制(图1…     

残余应力存在时Cl-对304不锈钢管道点蚀行为的影响

探究残余应力状态对304不锈钢管点蚀行为的影响,采用开路电位、动电位极化、交流阻抗谱、Mott-Schottky等方法,研究应力状态及Cl^-浓度两种关键因素对冷弯加工后的304不锈钢弯管腐蚀行为的影响,测试弯管不同部位在100、1 000 mg/L的Cl^-溶液中的点蚀行为及钝化膜特性,分析了应力状态和Cl^-浓度对不锈钢点蚀行为的影响规律及对应腐蚀机理。结果表明,冷加工后304不锈钢U弯拉伸面、压缩面的残余应力分别为拉应力和压应力,未变形的直管部分几乎无应力。腐蚀试验表明,当Cl^-质量浓度为100 mg/L时,残余应力会增强不锈钢耐Cl^-点蚀的能力并降低钝化膜的载流子浓度,拉应力作用效果强于压应力,而无应力处蚀坑深度最大(80.426μm);当Cl^-质量浓度为1 000 mg/L时,拉应力与压应力均降低不锈钢耐Cl^-点蚀的能力,且拉应力处蚀坑深度(117.956μm)为同浓度下最大。     

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.     

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.     

航空Al-Cu-Mg合金剥落腐蚀行为

采用TEM、电化学等分析方法和手段,对在剥落腐蚀溶液中浸泡不同时间的Al-Cu-Mg合金的剥蚀敏感性及电化学阻抗(EIS)进行研究,分析剥落腐蚀的动力学过程. 实验结果表明,2524-T4态合金具有良好的耐剥落腐蚀性能,高Cu含量的第二相粒子是影响合金剥蚀行为的主要因素,合金浸泡2 d后才可见明显的点蚀,浸泡4 d后局部出现剥蚀现象. 根据EIS及EIS等效电路的拟合分析合金的剥蚀行为,发现其动力学过程主要由点蚀的诱导形成、点蚀发展及轻微的剥蚀形成三个阶段组成,而腐蚀的界面反应依次经历氧化膜的溶解、表面腐蚀产物的形成、吸附及脱落的一系列过程.     

409L和430铁素体不锈钢耐局部腐蚀性能

采用电化学测试技术与化学浸泡实验相结合,对比研究了409L和430铁素体不锈钢热轧板材耐点蚀和耐晶间腐蚀的能力.结果表明:409L不锈钢的击穿电位与保护电位的差小、钝化膜的修复能力较强,表现为小尺度的浅点蚀孔;430不锈钢的击穿电位较高,耐点蚀能力高于409L不锈钢,但430不锈钢热轧态的条带组织有明显的腐蚀微电池效应,表现为比较严重的全面腐蚀;409L不锈钢含Cr量低,且其热轧态未经过稳定化处理,使得409L不锈钢耐晶间腐蚀能力劣于430不锈钢.经微观分析:409L不锈钢为沿着基体等轴晶界的典型晶间腐蚀形貌特征,而430不锈钢在轧向碳化物(M23C6)与基体的相界面上呈现分层腐蚀痕迹.     

铁和铈对铝在3.5%NaCl溶液中腐蚀行为的影响

采用高频熔炼方法制备Al-Fe-Ce合金,通过X射线衍射仪、金相显微镜、电化学工作站等对制备的合金结构、动电位线性扫描极化曲线、浸泡与电化学腐蚀前后表面形貌的变化进行研究,并分析Al-Fe-Ce合金在浓度为3.5%NaCl溶液中耐腐蚀性能。结果表明：在3.5%NaCl溶液中腐蚀,Cl-致使铝合金容易发生点蚀;稀土Ce的加入能够改善合金微观结构,细化晶粒,减弱Cl-离子对点蚀的影响;合金中Ce的存在能够降低Fe对合金腐蚀性能的损害作用。     

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.     

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...     

化学-力学耦合作用下混凝土内钢筋蚀坑的演化及分布规律

基于概率与统计知识,对化学-力学耦合作用下钢筋蚀坑的演化及其分布进行研究.结果表明氯盐侵蚀下钢筋蚀坑的演化可分为3个阶段:微观非稳态点蚀形核、细观亚稳态蚀坑、宏观稳态蚀坑.单一氯盐腐蚀作用下形成的宏观稳态蚀坑深度相对较小,而拉应力的引入将加剧钢筋表面化学/物理性质的不均匀,从而导致宏观稳态蚀坑深度较大.在氯盐及其与拉应...     

Fe-Cr合金的钝化膜和点蚀发展模型

本文采用AFS和FPMA以及旋转圆盘—圆环电极等方法,对三种Fe-Cr合金在3.5％NaCl溶液中的钝化和点蚀行为进行了研究,考察了铬的作用和溶解机理,并据此提出了两种点蚀发展模型。