AH32钢表面磁控溅射制备复合涂层腐蚀行为及机理研究

为提高AH32船板用钢在模拟海洋环境下的耐蚀性,利用热丝增强等离子体磁控溅射技术对AH32船板用钢表面进行离子渗氮并在渗氮后的表面制备了Cr(Ti)N复合涂层。利用扫描电镜观察了不同涂层的截面组织形貌;利用失重法测试不同涂层在人工海水中的耐冲刷腐蚀能力;利用X射线衍射、扫描电镜表征了不同涂层冲刷实验后腐蚀产物的成分和形貌;利用电化学工作站测量了不同涂层耐蚀性,并讨论了不同涂层与基体在人工海水中的腐蚀机理。结果表明:离子渗氮和渗氮后沉积Cr(Ti)N涂层均能提高AH32钢基体的耐蚀性。离子渗氮的涂层与离子渗氮后沉积Cr(Ti)N涂层的年平均腐蚀失重率分别为1 485 g/m2·a和1 278 g/m2·a,均明显低于基体的年平均腐蚀失重率(2 134 g/m2·a)。离子渗氮和渗氮后沉积Cr(Ti)N复合涂层均可提高涂层的自腐蚀电位,渗氮后沉积Cr(Ti)N涂层的腐蚀电流密度与基体相比下降了一个数量级,渗氮后沉积Cr(Ti)N涂层的耐蚀性最佳。     

AH32钢表面磁控溅射制备复合涂层腐蚀行为及机理研究

为提高AH32船板用钢在模拟海洋环境下的耐蚀性,利用热丝增强等离子体磁控溅射技术对AH32船板用钢表面进行离子渗氮并在渗氮后的表面制备了Cr(Ti)N复合涂层。利用扫描电镜观察不同涂层的截面组织形貌;利用失重法测试不同涂层在人工海水中的耐冲刷腐蚀能力;利用X射线衍射、扫描电镜表征了不同涂层冲刷实验后腐蚀产物的成分和形貌;利用电化学工作站测量了不同涂层耐蚀性,并讨论了不同涂层与基体在人工海水中的腐蚀机理。结果表明:离子渗氮和渗氮后沉积Cr(Ti)N涂层均能提高AH32钢基体的耐蚀性。离子渗氮的涂层与离子渗氮后沉积Cr(Ti)N涂层的年平均腐蚀失重率分别为1 485 g/m~2·a和1 278 g/m~2·a,均明显低于基体的年平均腐蚀失重率(2 134 g/m~2·a)。离子渗氮和渗氮后沉积Cr(Ti)N复合涂层均可提高涂层的自腐蚀电位,渗氮后沉积Cr(Ti)N涂层的腐蚀电流密度与基体相比下降了一个数量级,渗氮后沉积Cr(Ti)N涂层的耐蚀性最佳。     

带有线缺陷熔结环氧/X70钢涂装体系在3.5%NaCl中的电化学行为

使用电化学阻抗(EIS)方法研究了带有线缺陷的熔结环氧/X70钢涂装体系在3.5% NaCl中的电化学行为.通过在试样表面以合适的角度划一个20.mm×20.mm的十字叉,划透至基体,来制得缺陷.结果表明,它的腐蚀失效过程大致可以分为三个步骤:在浸泡初期,试样的电化学行为类似裸钢;在中期,随着裸露金属腐蚀产物的增多,会在线缺陷内部造成塞积,使得缺陷内部pH值降低,涂层粘结接头中的离子键发生断裂;在后期,随着剥离区域的增大,会在剥离区域形成缝隙腐蚀,进而加速涂层的剥离和基底金属的腐蚀.     

喷涂铝覆盖层在实海浪花飞溅区的腐蚀行为

采用热喷涂工艺制备铝涂层,并对部分试样涂刷有机涂层(氯化橡胶面漆)进行封闭处理;通过外海现场挂片试验研究其防腐性能,并利用电子扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)对涂层表面形貌及腐蚀产物进行观测分析.研究结果表明;喷铝涂层的结构以平行层面的层片形状为主,局部有不规则颗粒和条丝状体;喷铝涂层与基体相互间结合以机械咬合为主,有机层封闭喷铝涂层的孔隙和缺陷,有效隔绝腐蚀介质的侵入,起到了有效的防腐效果.     

镍基涂层和2种钢的冲刷腐蚀特性及其电化学行为

研究了2种超音速火焰喷涂Ni基涂层(Ni60JH与Delelo50)和2种钢(1Crl8Ni9Ti与20钢)在液固两相流中，冲刷腐蚀的交互作用及其电化学行为，并对其冲刷腐蚀机制进行了探索性分析．研究结果表明，Ni60JH和Delelo50涂层的腐蚀质量损失率分别为基体材料的1／30和1／16，Ni60JH涂层的耐冲刷腐蚀性能比基体高15倍多，并与1Crl8Ni9Ti不锈钢相当，且Delelo50涂层的耐冲刷腐蚀性能比基体高5倍多．Ni60JH涂层主要以切削、犁削冲蚀磨损机理为主，而Delel050涂层和2种钢主要以犁削、塑性变形、翻边冲蚀磨损机理为主．2种涂层和不锈钢在纯腐蚀时均处于钝化状态，在冲刷腐蚀时均处于活化溶解状态．     

高速电弧喷涂铝基涂层在模拟深水环境下的腐蚀行为及改进研究

利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)等检测手段,对Al涂层在高压条件下的腐蚀行为以及改进后的Al-Ti涂层和Al-Ti-SiC-WC涂层性能进行了分析,结果表明:在高压条件下,Al涂层容易受到腐蚀,原因为高压加速了Al涂层表面腐蚀产物碱式氯化铝水合物的形成。碱式氯化铝水合物呈疏松粉状易于流失,不能有效保护钢基体。在Al涂层中加入Ti后,涂层形成骨架结构,该结构可将疏松腐蚀产物固定在骨架孔隙中,从而形成高致密性Al-Ti涂层,因此Al-Ti涂层耐蚀性能较Al涂层明显升高。     

工艺参数对电弧喷涂Zn-15%Al涂层结合强度的影响

本文采用正交试验方案研究了电弧电压、电弧电流、喷涂距离、空气压力对超音速电弧喷涂Zn-15%Al合金涂层结合强度的影响。结果表明,空气压力对涂层结合强度的影响最大,当空气压力为0.7MPa时,涂层的平均结合强度达到28MPa。确定了喷涂Zn-15%Al合金线材的最佳工艺参数组合:电弧电压29V,电弧电流210A,喷涂距离为160mm,空气压力为0.7MPa。     

反应等离子喷涂TiN涂层电化学腐蚀行为

利用电化学阻抗谱等电化学方法及扫描电镜(SEM)技术,研究了反应等离子喷涂TiN涂层在模拟海水中的电化学腐蚀行为. 研究结果表明:TiN涂层的自腐蚀电位高于基体,涂层对基体能起到良好的腐蚀屏蔽作用;腐蚀介质通过涂层的通孔、微裂纹等缺陷渗入涂层与基体的界面腐蚀基体,从而使涂层电阻下降、电容增加,所产生的腐蚀产物在一定程度上可以抑制腐蚀反应的进行,但不会阻止基体局部腐蚀的继续进行. 涂层的孔隙是造成涂层电化学腐蚀的主要原因.     

铁基金属玻璃涂层在无铅钎料中的耐腐蚀性及机理

选用Fe基非晶合金粉末(含有Cr、Mo、Ni、P、B、Si),采用等离子喷涂方法在Q235基体上制备了金属玻璃涂层.在自行设计的腐蚀实验装置中将Q235钢、1Cr18Ni9Ti不锈钢和覆有Fe基金属玻璃涂层的Q235钢浸入450,℃的高温液态无铅钎料Sn-3.5,Ag-0.5,Cu中进行腐蚀,利用扫描电子显微镜微观分析了腐蚀后的微观形貌及腐蚀产物.研究结果表明:相同实验条件下,Q235钢和1Cr18Ni9Ti不锈钢表面均腐蚀严重,断面微观组织分为钎料层、腐蚀层和基体层.其中Q235钢的腐蚀剧烈,腐蚀层成分为FeSn2;1Cr18Ni9Ti不锈钢腐蚀较严重,腐蚀层成分为(Fe,Cr)Sn2.Q235基体表面的Fe基金属玻璃涂层腐蚀前后断面微观形貌变化不大,没有出现明显的腐蚀分层,表现出了非常好的耐高温无铅钎料腐蚀的能力.     

Al2O3基热化学反应法陶瓷涂层制备及耐蚀性能

采用热化学反应法在Q235钢表面制备具有保护性的Al2O3基陶瓷涂层.X射线衍射分析结果表明:陶瓷涂层在600℃有新相产生,增强了涂层与基体的结合力.扫描电镜结果表明:陶瓷涂层比较均匀致密,涂层与基体之间已无明显界限,涂层与基体结合良好.浸泡腐蚀试验结果表明,陶瓷涂层显著的提高了基体在各种腐蚀介质中的抗腐蚀能力.     

55%铝—锌—1.6%硅合金镀层的耐蚀性能

在盐雾试验（ＮＳＳ、ＡＳＳ）、曝气试验、浸泡试验和缝隙腐蚀试验的基础上,通过与锌镀层和铝镀层的对比,研究了５５％Ａｌ－Ｚｎ－１．６％Ｓｉ合金镀层的耐蚀性能．镀层中富锌相的存在,导致缝隙腐蚀中的自催化酸化闭塞电池难以形成,因而该镀层的耐缝隙腐蚀性能优于铝镀层;在其他试验条件下,由于镀层表面富铝相占较大面积,使得镀层的耐蚀性高于锌镀层,接近于铝镀层．钝化处理后各镀层耐蚀性均有显著提高．     

超音速电弧喷涂涂层耐蚀性的电化学测试及组织分析

利用超音速电弧喷涂设备在钢板基体表面分别喷涂Al,Zn和316不锈钢(0crNi12Mo2)3种涂层后,通过采用CHI660B电化学工作站,测试3种材料在60%H2SO4溶液中的稳态极化曲线和Tafel斜率,并利用金相显微镜进行腐蚀前后的组织分析.结果表明:3种喷涂材料中只有316不锈钢能明显提高基体的抗腐蚀能力,适合用于防腐蚀喷涂.     

含氯离子环境下锌铝伪合金涂层的耐蚀性及电化学特性

采用盐雾试验和电化学阻抗谱测试技术研究了纯锌和锌铝伪合金涂层在含氯离子环境中的腐蚀行为和电化学特性,通过扫描电镜、X射线物相分析等手段研究了原始涂层及腐蚀后的表面形貌和腐蚀产物的相结构,并对两种涂层的腐蚀机理进行了初步的探讨.随着盐雾时间的增加,纯锌涂层表面逐渐生成疏松多孔的胞状腐蚀产物层,主要腐蚀产物为Zn5(OH)8-Cl2H2O、ZnO和Zn5(CO3)2(OH)6,盐雾试验达到768 h后腐蚀产物层局部区域发生龟裂.锌铝伪合金涂层表面生成致密的腐蚀产物层,主要为Zn5(OH)8Cl2H2O、Zn0.71Al0.29(OH)2(CO3)0.145.xH2O及ZnAl2O4.电化学阻抗谱测试结果表明:随着盐雾时间的延长,两种涂层的电荷转移电阻均逐渐增大,但锌铝伪合金涂层的阻抗要明显大于纯锌涂层,表现出了更好的耐蚀性.     

等离子喷涂Al2O3-TiO2涂层的干摩擦磨损特性

利用等离子喷涂方法制备了Al2O3-TiO2涂层,测定了涂层的显微硬度和表观气孔率,并对涂层与GCr15钢配副,在不同P-V值及无润滑情况下进行了球-盘式摩擦磨损试验。试验结果表明：Al2O3-TiO2（w（TiO2）=13%）涂层在低速低载条件下具有显著的减摩抗磨性能;Al2O3-TiO2（w（TiO2）=20%）和Al2O3-TiO2（w（TiO2）=40%）涂层在高压力、转速工况下,具有优良的干摩擦特性。研究结果为实际生产选择涂层提供了依据。     

热喷涂在高速重载铁路工程上的应用

热喷涂是提高工程构件抗磨蚀性的有效技术，在高速重载铁路工程上应用具有广阔前景，将产生巨大经济及社会效益。铁路钢轨、辙叉等通过铁基合金粉末热喷涂层来提高抗磨性；锌铝喷涂层提供钢板长效防腐性能；采用爆炸喷涂修复曲轴等构件的方法具有巨大潜力；激光重熔喷涂层合金化能进一步改善构件抗磨蚀性。经过热喷涂的普通碳钢替代合金结构钢对发展高速重载铁路运输具有重要意义。     

Zn-陶瓷复合涂层耐腐蚀性能研究

为了进一步提高锌涂层的抗环境腐蚀能力,采用溶胶-凝胶技术,在经过料浆法渗锌后的20钢表面,制备Zn-SiO2/Al2O3复合涂层,通过微细的陶瓷相粉末,充填渗锌表面的孔隙,弥合缺陷,提高符合涂层的抗腐蚀能力,研究了涂层特性,以及涂层抗冲刷腐蚀、抗高温氧化和抗硫化规律。结果表明:在自来水和3.5%的NaCl溶液的介质中,复合涂层有很好的耐冲刷腐蚀的性能;在500℃具有优异的抗高温氧化性能和抗高温硫化性能。复合涂层兼顾了渗锌层和陶瓷涂层的优点,是一种具有良好应用前景的新型复合涂层。     

热浸镀55%铝锌合金镀层钢板的抗高温硫化氢腐蚀性能分析

通过对溶剂法浸镀的 55%铝锌合金镀层、纯铝镀层和纯锌镀层钢板一起进行的对比抗高温硫化氢腐蚀实验 ,比较了其耐蚀性能 ,并分析了 55%铝锌合金镀层在高温硫化氢气体中的腐蚀行为     

热浸镀锌板镀层相结构的穆斯堡尔谱研究

采用穆斯堡尔谱检测方法对热浸镀锌板镀层相结构进行分析。研究结果表明镀层中Fe-Zn相为Г1相,Fe-Al相为Fe2Al5和FeAl3。     

热镀55%铝-锌钢板在青岛不同海水区带的腐蚀行为

开展了热镀55%铝-锌钢板在青岛不同海水区带的实海腐蚀测试,并利用电化学测试、失重腐蚀测试和扫描电镜首次研究了镀层的海水腐蚀行为.结果表明,由于腐蚀电流密度小,腐蚀产物具有保护性,55%铝-锌镀层在全浸区的耐蚀性能比镀锌层和5%铝-锌镀层好;由于保护性锌的腐蚀产物被滞留在富铝的枝晶网络中,充分的充气条件又促进了镀层富铝相的钝化,镀层腐蚀的传质过程受到明显抑制,所以55%铝-锌镀层在潮差区和飞溅区的耐蚀性能显著优于全浸区,是全浸区的2到3倍;值得注意的是,镀层在全浸区出现较严重的局部腐蚀.