热压烧结Fe3Si基金属间化合物及其抗氧化性能

采用中频感应热压烧结法制备2种Fe3Si基合金,采用18-8不锈钢作为对比材料,对3种材料在800℃下的高温抗氧化性能进行评价.结果表明,Fe-15Si-5Cr和Fe-18Si-2.5Cr较之不锈钢具有更好的抗氧化性,且Fe-18Si-2.5Cr的抗氧化性最强.3种材料的氧化产物主要为Cr2O3,Cr2O3和SiO2的复合氧化膜,有序Fe3Si金属间化合物的生成对材料的抗氧化性起到关键作用.     

Fe-40Cr-5Al合金阳极在800℃和900℃的电解腐蚀行为

采用真空感应熔炼法制备了铝电解用Fe-40Cr-5Al合金阳极.研究了合金阳极材料在800℃和900℃下的电解腐蚀行为.电解测试采用冰晶石-氧化铝低温电解质体系,阳极电流密度为0.5 A.cm-2,电解时间为10 h.结果表明：随着电解温度的降低,合金阳极的腐蚀速率减小;在900℃电解后,合金表面形成了多孔结构的腐蚀层;在800℃电解后,合金表面形成了保护性氧化膜,氧化膜分为两层,外层为尖晶石结构的Fe（Al,Cr）2O4,内层为Fe、Cr和O构成的复合氧化物,其中收集的铝产品纯度为98.552%,合金阳极的腐蚀速率为5.51 cm.a-1.     

高铬镍不锈钢钝化膜及其耐腐蚀性能

高铬镍不锈钢是湿法磷复肥生产装备中常用的材料 ,它能够经受得住工况介质腐蚀磨损的双重作用 ,是因为在其表面能形成耐腐蚀和具有自愈能力的钝化膜 .采用 XPS和 AES对钝化膜的组态和元素分布进行分析 ;运用 X衍射对钝化膜的结构进行了测试 ;并结合静态与动态的电化学性能对高铬镍不锈钢钝化膜进行了研究 .结果表明 :钝化膜主要是由 Cr、Mo、Fe的氧化物 Cr2 O3、Mo O3、Fe O、Fe2 O3等复合组成 ,所形成的是非晶态膜 ,Ni和 Cu是在膜下的富集 ,增加了膜的稳定性 .     

不锈钢热浸镀铝抗高温氧化腐蚀性能的研究

:钢材经热浸镀铝后 ,具有了良好的抗高温氧化腐蚀性能。为进一步提高 1Cr18Ni9Ti、1Cr13不锈钢的高温使用性能 ,本文对两种材料进行了热浸镀稀土铝合金处理和抗高温氧化性能的试验。高温氧化试验结果表明 ,1Cr18Ni9Ti、1Cr13不锈钢经热浸镀铝处理后抗高温氧化腐蚀性能明显提高 ,这主要取决于合金层中Al-Fe金属间化合物在高温氧化中的变化。 90 0℃氧化 5 0 0h ,1Cr18Ni9Ti钢浸镀件形成致密的α -Al2 O3氧化膜和 β -NiAl相层 ;1Cr13钢浸镀件形成Al2 O3氧化膜及Cr2 O3氧化物。研究表明 ,不锈钢中Cr、Ni元素对提高抗高温氧化性具有重要的影响作用。     

钼和铬的添加对Fe3AI基合金力学性能的影响

研究了Mo和Cr的复合添加对Fe3AI基合金室温和600℃高温下的力学性能的影响。结果表明将Cr和Mo一起加入到Fe3AI基合金中,可以明显提高其在600℃下的屈服强度和蠕变寿命;添加Cr到Fe3AI中会降低Mo的固溶度;在含有1％Mo以上的Fe-28AI(2-T)Cr合金中形成了具有复杂成分的沉淀相;随着加入到Fe-28AI(2-5)Cr合金中Mo含量的增加,合金的断裂模式从穿晶解理与沿晶失效的混合模式逐渐变为完全的穿晶解理。     

T91钢热浸镀铝及其在水蒸汽中的循环氧化行为

研究SA213T91钢热浸镀铝后并退火后样品在90%Ar+10%H2O气氛中于600,650和700℃下的循环氧化行为.研究结果表明:T91钢热浸镀铝并退火后样品在表面形成Fe2Al5金属间化合物层,该层中有贯穿Fe2Al5层的裂纹;Fe2Al5层下为扩散层;镀层表现良好的抗氧化性能;在600℃氧化速率缓慢,样品表面仅生成极薄的Al2O3膜,其生长方式主要由Al向外扩散为主,而在650℃和700℃时氧化质量增量增大;在循环氧化过程中,由于基体和镀层的热膨胀系数不匹配,镀层在降温和升温过程中将受到循环应力作用,镀层中裂纹增加,并导致镀层剥落.     

Ni-Cr-Al合金择优氧化及其影响机理的第一原理研究

采用基于密度泛函理论的赝势平面波第一原理方法,研究了Ni-Cr-Al合金择优氧化及其影响机理。研究结果表明,Al,Cr不在Ni表面发生偏聚,Y却发生偏聚。氧吸附促使含Al,Cr镍合金表面偏聚反转,这对发生择优氧化起到了决定性的作用。合金元素向表面偏聚强弱的顺序为Y>Cr>Al。Cr,Al,Y存在使O于Ni合金表面化学吸附更稳定,尤其是Cr,这可以解释Ni合金氧化皮外层一般是Cr2O3,内层是Al2O3的事实。稀土促进Ni-Cr-Al合金选择性氧化是因为稀土氧化物Y2O3有助于Cr2O3,Al2O3成核。合金元素Al,Cr,Y使Ni合金表面活性增强,有助于表面Al,Cr,Y氧化物形成,产生择优氧化。O与Al,Cr,Y形成较强的共价键,与Ni形成较弱的共价键,因此Ni-Cr-Al合金表面容易生成Al2O3或Cr2O3氧化膜。O吸附使Ni,Cr,Y的d电子转移到氧原子上,因此形成的化学键兼有共价键和离子键的特性。     

3Cr低合金管线钢及焊接接头的CO_2腐蚀行为

采用高温、高压反应釜和电化学技术对3Cr低合金管线钢及焊接接头的CO2腐蚀行为进行研究.结果表明,3Cr低合金管线钢在高温、高压CO2腐蚀环境中表面生成致密的富Cr腐蚀产物膜,这是其抗CO2腐蚀性能优于X65钢的主要原因.3Cr低合金管线钢焊接接头中母材、热影响区和焊缝的腐蚀产物膜特征相似,结构致密,均存在Cr元素的富集.与X65钢相比,3Cr低合金管线钢的自腐蚀电位较正,自腐蚀电流密度较低.在CO2腐蚀介质中,3Cr低合金管线钢焊接接头的母材区域作为阳极首先发生腐蚀,焊缝和热影响区作为阴极受到保护.     

粉末包埋法渗铝对Q235钢恒温抗氧化性的影响

碳钢表面渗铝可以提高材料的耐蚀性和抗高温氧化性能,选择Q235钢作为基体材料,采用固体粉末包埋法对Q235钢进行650 ℃低温渗铝处理,利用SEM、XRD和EDS研究了渗Al层的微观组织结构,通过恒温氧化实验研究渗Al处理对Q235钢700 ℃恒温氧化行为的影响.结果表明：Q235钢渗Al层主要由Fe2Al5和FeAl金属间化合物组成.渗Al层表面有裂纹和空洞,界面不平整,致密性较差,氧化膜厚度200～300μm.渗Al能显著提高Q235钢700℃的恒温氧化性能,未渗Al时Q235钢的氧化动力学曲线遵循直线规律,氧化膜主要为Fe2O3,氧化过程中氧化膜脱落严重,对基体无保护作用;渗Al后动力学曲线呈抛物线规律,氧化膜较致密,缺陷较少,氧化膜主要由Al2O3和Fe2O3组成.渗铝能显著提高Q235钢的抗高温氧化性能.     

快速凝固AA8009耐热铝合金及其焊缝的耐腐蚀性能

通过剥落腐蚀实验、极化曲线测定和腐蚀形貌观察，研究了AA8009合金（Al-8．5Fe-1．3V-1．7Si）及其氩孤焊和电子束焊件的耐腐蚀性能，并与LF6和2024合金的耐腐蚀性能做了比较。实验结果表明：快速凝固AA8009耐热铝合金的耐腐蚀性能是最好的，这是由于该合金具有弥散分布、高含量的Al12（Fe，V）。Si增强相，该相的存在大大减少了合金形成腐蚀原电池的可能性。而LF6和2024合金由于在晶界处有析出相形成而降低了它们的耐蚀性。同时，AA8009合金电子束焊缝的抗蚀性要明显优于氩孤焊的抗蚀性。     

High Temperature Corrosion of Fe-25Cr and Fe-17Cr-1.5Si-0.5Al Alloys in Oxidizing and Sulfidizing Enviornments

The simultaneous oxidation and sulfidation of Fe 25Cr and Fe-17Cr-l.5Si-0.5Al alloys was studied at 1023K and 1223K in H2-H2O-H2S gas mixtures. The kinetic boundary which indicates the transition from oxide to sulfide has heen found in these two alloys. The critical oxygen partial pressures of Fel7Crl.5SiO.5Al alloys were systematically lower than those of Fe-25Cr alloy. The reaction kinetics were measured by the stainless steel spring balance, and the reaction products were characterized by X-ray diffraction and scanning electron microscopy. The reaction rate usually decreased with the increase of the oxygen partial pressure at the constant sulfur partial pressure. The exista-nce of silicon plays an important role to suppress the sulfidation of Fel7Cr alloy.     

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。     

Formation of microstructural features in hot-dip aluminized AISI 321 stainless steel

Hot-dip aluminizing (HDA) is a proven surface coating technique for improving the oxidation and corrosion resistance of ferrous substrates. Although extensive studies on the HDA of plain carbon steels have been reported, studies on the HDA of stainless steels are limited. Because of the technological importance of stainless steels in high-temperature applications, studies of their microstructural development during HDA are needed. In the present investigation, the HDA of AISI 321 stainless steel was carried out in a pure Al bath. The microstructural features of the coating were studied using scanning electron microscopy and transmission electron microscopy. These studies revealed that the coating consists of two regions:an Al top coat and an aluminide layer at the interface between the steel and Al. The Al top coat was found to consist of intermetallic phases such as Al₇Cr and Al₃Fe dispersed in an Al matrix. Twinning was observed in both the Al₇Cr and the Al₃Fe phases. Furthermore, the aluminide layer comprised a mixture of nanocrystalline Fe₂Al₅, Al₇Cr, and Al. Details of the microstructural features are presented, and their formation mechanisms are discussed.     

Comparative study on the corrosion behavior of X52, 3Cr,and 13Cr steel in an O2–H2O–CO2 system: products,reaction kinetics,and pitting sensitivity

The corrosionbehaviors of X52, 3Cr low-alloy steel, and 13Cr stainless steel were investigated inanO2–H2O–CO2 environment at varioustemperaturesand O2–CO2partial-pressure ratios. The results showed thatthe corrosion rates of X52, 3Cr, and 13Cr steels in-creased with increasing temperature. The corrosion ratesslowly increased at temperaturesless than100℃ and increased sharply when the temperature exceeded100℃. In the absence of O2, X52, 3Cr, and 13Cr exhibited uniform corrosion morphology and FeCO3 was the main corrosion product. When O2 was introduced into the system, various forms of Fe2O3 appeared on the surface of the samples. The Cr content strongly influenced the corrosion resistance. The 3Cr steel with a low Cr content was more sensitive to pitting than the X52 or 13Cr steel. Thus, pitting occurred on the surface of 3Cr when 1.25 MPa of O2 was added; this phenomenon is related to the non-uniform distribution of Cr in 3Cr.     

FeCrAl不锈钢的平衡凝固相变与析出行为

借助Thermo-calc软件对FeCrAl不锈钢所属的Fe-(18~21)Cr-(3~5)Al-(0~0.03)C-(0~0.2)Si-(0~0.2)Mn多元体系在凝固过程中的相变及析出行为进行了研究.采用Thermo-calc中TCFE7数据库对该体系的垂直截面图进行计算,分析了不同组元对凝固和冷却过程中相变的影响,并得到FeCrAl不锈钢的平衡凝固相变路径图.结果表明FeCrAl不锈钢由1600℃平衡冷却至300℃的过程中完整的平衡相变路径为:L→AlN+αδFe→AlN+αδFe+Cr7 C3→AlN+αδFe+Cr7 C3+Cr23 C6→AlN+αδFe+Cr23 C6→AlN+αδFe+Cr23 C6+σ→AlN+αδFe+Cr23 C6+σ+α'→AlN+αδFe+Cr23 C6+α'.凝固过程中Cr7 C3与σ相是否析出分别取决于体系中C、Si含量;Al含量的提高可扩大αδFe+Cr7 C3的稳定区,降低α'相的析出温度,抑制σ相的析出;Cr含量的提高可以减小αδFe+Cr7 C3的稳定区,扩大σ相和α'相的稳定区.     

阳极极化法分析合金的耐蚀性能

本文通过测定Fe3Al合金、0Cr25Al5和Ni80Cr20合金在1NHCl溶液中的阳极极化曲线,结果发现随阳极电位的升高,三种合金的阳极极化曲线有着相同的变化规律．Ni80Cr20的电流密度最小,钝化电位最低,发生点蚀的电位也最高,耐盐酸腐蚀性能最好．而Fe3Al和0Cr25Al5合金的耐蚀性相当．     

Fe－Mn－Si－Cr形状记忆合金的耐腐蚀性能

通过腐蚀重量法实验及电化学测试，研究了Ｆｅ－Ｍｎ－Ｓｉ－Ｃｒ形状记忆合金的耐腐蚀性能，并与Ｆｅ－Ｍｎ－Ｓｉ形状记忆合金及１８－８铬镍不锈钢的耐腐蚀性能作了比较。结果表明，Ｆｅ－Ｍｎ－Ｓｉ－Ｃｒ合金的耐腐蚀性能明显高于Ｆｅ－Ｍｎ－Ｓｉ合金，在Ｆｅ－Ｍｎ－Ｓｉ－Ｃｒ合金中随着铬含量的增加，其耐腐蚀性能也相应提高。     

FeMnSi基形状记忆合金在水溶液中的电化学腐蚀

在 Fe Mn Si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 1 Cr1 8Ni9Ti不锈钢为参照 ,研究了 Fe Mn Si、Fe Mn Si Cr、Fe Mn Si Cr N等合金在 Na Cl(w=3 .5 % )、Na OH(3 mol/L )、HCl(1 mol/L)溶液中的电化学腐蚀行为 .结果表明 :在 Na Cl和 HCl溶液中 ,Fe Mn Si Cr N的抗腐蚀性能较好 ,但不如 1 Cr1 8Ni9Ti;Na OH溶液中 ,Fe Mn Si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 Fe Mn Si>Fe Mn Si Cr N>Fe Mn Si Cr>1 Cr1 8Ni9Ti.总之 ,与 Fe Mn Si和 Fe Mn Si Cr相比 ,Fe Mn Si Cr N在水溶液中有较好的抗腐蚀性能     

正压水煤气余热锅炉防磨瓦腐蚀失效分析

1Cr20Ni14Si2不锈钢防磨瓦在水煤气余热锅炉中运行被腐蚀甚至断裂,对正压水煤气立式余热锅炉过热器不锈钢防磨瓦断裂失效进行研究。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和电子能谱分析仪(EDS)设备对锅炉1Cr20Ni14Si2不锈钢失效防磨瓦的表面腐蚀褐色粉末、不锈钢表面和人为断面成分进行测试。XRD测试结果表明表面褐色粉末存在多种金属氧化物和硫化物;EDS实验检测结果表明：不锈钢表面含大量S和O。这说明1Cr20Ni14Si2不锈钢在焦化炉中易被S腐蚀而失去不锈钢特性。EDS结果分析发现不锈钢Ni含量明显低于国标要求含量,降低了不锈钢韧性并降低其防腐蚀性能。烟气中S、C和O经腐蚀孔隙进入材料内部加速不锈钢内部腐蚀。研究结果对水煤气余热锅炉防磨瓦材料选型和防磨结构优化具有指导意义。