无电镀镍浸金处理电路板在 NaHSO3溶液中的腐蚀电化学行为与失效机制

采用交流阻抗谱研究了无电镀镍浸金处理电路板在模拟电解质溶液(0.1 mol·L-1 NaHSO3)中的电化学腐蚀行为,并结合体视学显微镜、扫描电镜、X射线能谱分析等手段分析了试样表面腐蚀产物形貌、组成和镀层失效机制.无电镀镍浸金处理电路板在NaHSO3溶液中的耐蚀性较差,浸泡12 h试样表面局部即发生变色,伴随有微裂纹的产生.电解液能够通过裂纹直接侵蚀Cu基底,并在微裂纹周围生成较多的枝晶状结晶产物,其主要组分为Cu2 S.该结晶腐蚀产物的不断生成使局部区域中间Ni过渡层与Cu基底结合部位存在较大的横向剪切应力,最终造成Ni镀层的脱离与鼓泡现象.     

腐蚀环境对TC21钛合金疲劳行为的影响

基于飞机零部件在服役过程中因腐蚀导致疲劳断裂的问题,采用疲劳试验机、扫描电子显微镜对TC21钛合金在两种腐蚀环境以及室温空气环境下的疲劳进行了研究。结果表明,相同环境下随着应力降低,合金晶体内部位错累计能量速率减缓,合金疲劳寿命增加。同等应力条件下,3.5%NaCl水溶液环境下合金疲劳寿命最低,油箱积水环境下次之,室温空气环境下合金疲劳寿命最高。当应力较低时,差异更为显著。腐蚀环境下试样疲劳寿命较低,主要原因在于合金与溶液中离子发生反应形成大量腐蚀产物,促进裂纹萌生、加速裂纹扩展。     

核电蒸汽发生器690合金管在高温高压水中的腐蚀电化学行为

通过模拟压水堆一回路水环境,研究了溶液温度(25~285°C)和溶解氧(DO)(20μg/L,2.1mg/L,8.4mg/L)对690合金电化学腐蚀行为的影响,及690合金在一回路水环境中的均匀腐蚀行为.极化曲线和光电子能谱的结果分析表明:随着溶液温度的升高,690合金的自腐蚀电位下降,自腐蚀电流密度增大,钝化区缩小;随着DO的升高,690合金的自腐蚀电位升高,自腐蚀电流密度降低,钝化区缩小;690合金在一回路水环境中的均匀腐蚀速率为0.244mg/(dm2·h1/2),形成了外层富Fe、Cr和Ni的氢氧化物和内层富Fe、Cr和Ni的金属氧化物的氧化膜.     

酸性条件下黄釉和绿釉琉璃瓦腐蚀行为的比较研究

为了研究黄釉和绿釉琉璃瓦腐蚀行为的差异并探究其腐蚀过程,采用不同pH的模拟酸雨溶液分别对黄釉和绿釉琉璃瓦进行了腐蚀实验,对腐蚀后黄釉和绿釉琉璃瓦釉面的形貌、色差值、光泽度和粗糙度进行了测试和表征,并对腐蚀产物的成分、微观形貌、腐蚀溶液中Pb及着色元素的含量进行了测定。结果表明：绿釉比黄釉更容易受到腐蚀,原因是绿釉中Cu与Pb的协同作用促进了酸性条件下Cu和Pb的浸出;绿釉琉璃瓦经腐蚀后釉面的色差值升高、光泽度降低、粗糙度升高,并且其变化程度明显高于黄釉琉璃瓦;在pH=1的腐蚀溶液中黄釉表面的裂缝处生成了不规则柱型硫酸铅,但整体上腐蚀现象不明显,绿釉表面生成了疏松的层片状、颗粒状及规则多面体型硫酸铅并且覆盖在釉层表面及裂纹处;在pH=3的腐蚀溶液中,黄釉表面未发现明显的腐蚀现象,绿釉表面生成黏附性较强的层片状、颗粒状腐蚀产物层;绿釉腐蚀后存在外层的腐蚀产物覆盖层、Pb和Cu元素流失后形成的褪色富硅层及未腐蚀的釉层。     

二氧化硫复合盐雾环境下2024-T351铝合金应力腐蚀开裂

通过SO2复合盐雾试验模拟工业污染海洋大气环境,结合有限元模拟分析、扫描电镜/能谱仪、光电子能谱分析等技术研究2024-T351铝合金在弹性应力区间的应力腐蚀开裂行为.结果表明:应力腐蚀开裂行为优先发生在2024-T351铝合金C型环的顶部应力集中区域;疏松的腐蚀产物层的形貌经历了由细棒状、团絮状到板块状的变化;试验6h就可以监测到裂纹,进行到480h的时候有贯穿裂纹形成,720h的时候试样完全断裂;裂纹为穿晶和沿晶混合机制,主裂纹以穿晶机制沿C型环法线扩展,二次裂纹沿晶界扩展.     

SRB对AZ91镁合金在含氯离子溶液中腐蚀的影响

通过引入硫酸盐还原菌(SRB) 来改善AZ91镁合金在含氯离子溶液中的腐蚀情况.发现:镁合金在无菌和含菌介质中的腐蚀均为点蚀;当Cl-含量低于1.5 g/L时,含菌和无菌试样表面仅出现微小的点蚀坑,两种试样的腐蚀速度相差不大,说明在低Cl-含量的溶液中,SRB对镁合金腐蚀的影响作用不大;当Cl-含量高于1.5 g/L时,两种试样表面的点蚀坑扩展,腐蚀速度随着Cl-浓度的增加而增大,且含菌试样的腐蚀速度要明显低于无菌试样,腐蚀电流密度和腐蚀电位随着Cl-浓度的增加而分别增大和降低,说明在高Cl-含量的溶液中,SRB生物膜的存在显著地降低了镁合金对Cl-的腐蚀敏感性.     

高强耐磨铝青铜合金在10% H2SO4溶液中腐蚀的研究

利用X射线衍射、扫描电镜及静态浸泡腐蚀实验等方法,研究了高强耐磨铝青铜Cu-14%Al-x。合金在10％H2SO4溶液中的腐蚀行为,研究结果表明,该高强耐磨铝青铜合金在10％H2SO4溶液中具有较强的耐腐蚀性能;合金的腐蚀速率随温度的升高而增大,当温度由20℃上升至80℃时,腐蚀速率由0.0325mm／a增加到0.2608mm/a;腐蚀后试样表面w（Al）明显下降,w（Cu）明显增加,合金发生的腐蚀主要是脱铝腐蚀。     

管道高周腐蚀疲劳损伤模型与数值模拟研究

根据疲劳与应力腐蚀损伤的耦合效应,利用非线性累积原理,构建了金属材料的高周疲劳损伤演化模型。以API X65管道钢为研究对象,结合实验确定了腐蚀疲劳损伤演化参数。利用ABAQUS软件二次开发模拟了含不同腐蚀坑形状的管材试样腐蚀的疲劳损伤演化与裂纹萌生过程,探讨了腐蚀疲劳裂纹萌生对腐蚀坑形貌的敏感性。结果表明：腐蚀坑宽度与深度相同时,半椭球型腐蚀坑试样腐蚀疲劳裂纹萌生寿命最长,圆台型与圆锥型次之,矩形体腐蚀坑试样裂纹最先萌生;半椭球体腐蚀坑试样应力腐蚀损伤对总损伤的贡献量始终大于疲劳损伤,而对于其他类型腐蚀坑,腐蚀疲劳裂纹萌生主要源于疲劳损伤的累积。     

小锥度试样在研究应力腐蚀裂纹形核中的应用

尝试利用小锥度试样测量304不锈钢应力腐蚀裂纹的形核时间,以确定裂纹形核在整个断裂过程中的贡献.结果表明,用小锥度试样可以有效测量应力腐蚀裂纹的形核时间.对304不锈钢,在沸腾MgCl2溶液中应力腐蚀裂纹的形核时间与应力之间满足ti=4310exp(-0.0097σ),而断裂时间与应力的关系为tf=6964exp(-0.0095σ),说明应力腐蚀断裂时间的大部分来源于裂纹的形核过程.断口形貌与外加应力有关,随外加应力增大,断口的穿晶解理部分减少.     

硫化氢质量浓度和温度对碳钢在NACE溶液中腐蚀行为的影响

采用动电位极化曲线和电化学阻抗谱等电化学实验方法以及扫描电镜和能谱等表面分析技术对20#碳钢在不同H2S质量浓度(0,95.61,103.22,224.16 mg.L-1)、不同温度(25,35,45℃)下的NACE溶液(含CO2)中腐蚀行为进行了研究,同时对该环境下腐蚀产物的形成机制进行了探讨.发现在含有CO2的NACE溶液中,加入少量H2S,能加剧碳钢腐蚀,加速阳极铁的溶解和阴极氢气的析出.随着H2S质量浓度的增加,腐蚀电流密度增大,碳钢腐蚀加剧.温度升高,腐蚀极化电阻变小,腐蚀也会加剧.腐蚀试样外层絮状腐蚀产物主要是铁碳化物,接近基体表面的腐蚀产物主要是铁硫化物.     

ZAT10变形锌合金在不同腐蚀环境中的腐蚀及力学性能变化

通过极化曲线分析、XRD物相分析、扫描电镜形貌观察、微分区成分分析以及力学性能测试等,研究ZAT10合金在自来水、3.5%NaCl溶液(模拟海水)中不同温度下的腐蚀行为以及力学性能的变化。研究结果表明:ZAT10合金在自来水、3.5%NaCl溶液中的腐蚀受均匀腐蚀和局部晶间腐蚀的共同作用,自来水中的抗腐蚀性能较好,温度升高时抗腐蚀能力下降,腐蚀严重;ZAT10在自来水中的表面腐蚀产物以Zn5(OH)8CO3.nH2O为主,3.5%NaCl溶液中的表面腐蚀产物以Zn(OH)2和ZnO为主;腐蚀后的样品力学性能急剧下降,3.5%NaCl溶液中样品的抗拉强度下降的幅度与速率均比自来水中的大。     

西沙严酷海洋大气环境下AZ31镁合金的长周期腐蚀行为

通过现场暴露实验,研究了AZ31镁合金在西沙海洋大气环境下暴露4 a的长周期腐蚀行为.利用扫描电镜观察表面、截面的腐蚀产物以及去除腐蚀产物后的腐蚀形貌,并用能谱分析及X射线衍射仪对腐蚀产物的元素含量及相组成进行分析.研究结果表明,AZ31镁合金在西沙海洋大气环境下发生了较为严重的腐蚀,4 a内的平均腐蚀速度为11.95μm·a-1.Cl-和CO2在镁合金的腐蚀过程中起着至关重要的作用.吸附液膜中的Cl-主要破坏镁合金的保护膜,使镁合金发生阳极溶解;而CO2则会中和阴极反应产生的碱性离子并与Mg(OH)2发生反应生成含不同结晶水的Mg5(CO3)4(OH)2·xH2O表层腐蚀产物.由于表层腐蚀产物阻挡了CO2和Cl-向镁合金表面的传输,靠近基体处的腐蚀产物主要为Mg(OH)2.     

pH值对高温高压水中304L不锈钢应力腐蚀开裂的影响

在高温高压水环境中,采用慢应变速率拉伸试验方法,研究了不同pH值对304L不锈钢应力腐蚀开裂行为的影响规律,并通过扫描电镜对试样断口形貌进行观察与分析.结果表明:在300℃时,304L不锈钢在弱酸性和弱碱性溶液中的应力腐蚀开裂敏感性较大,且酸性越强,敏感性越大.在中性溶液中,304L不锈钢的强度和塑性损失较小,应力腐蚀敏感性较小,断口分析与之吻合.     

300M超高强度钢电化学性能及应力腐蚀开裂

采用动电位扫描技术和慢应变速率拉伸试验研究了超高强度钢300M在3.5%NaCl溶液中的应力腐蚀行为,并利用扫描电镜观察了不同外加电位下的断口形貌.300M钢在3.5%NaCl溶液中开路电位下的应力腐蚀开裂机制为阳极溶解型,Cl-的存在明显地增加了材料的应力腐蚀开裂敏感性.阳极电位-600 mV下300M钢溶解速率加快,表现出较高的应力腐蚀开裂敏感性,断面收缩率损失由开路电路下的52.6%升高至99.5%,裂纹起源于表面点蚀坑处,应力腐蚀开裂为阳极溶解型机制.阴极电位-800 mV下材料处于阴极保护电位范围,表现出较低的应力腐蚀开裂敏感性,强度和韧度与空气中拉伸的数值相近,开裂机制为阳极溶解和氢致开裂协同作用.在更低电位(低于-950 mV)下,300M钢的应力腐蚀开裂机制为氢致开裂,在氢和拉应力的共同作用下表现出很大的应力腐蚀开裂敏感性.     

锌合金在KOH溶液中的腐蚀性能

采用熔化浇铸的方法制备了一系列Zn-In合金和Zn-Pb合金．通过析氢量气法和动电位极化测量了它们在6mol／LKOH溶液中的腐蚀速度．结果表明,添加少量的In或Pb明显地抑制了Zn腐蚀,并且In的添加效果优于Pb．此外,通过交流阻抗技术对它们在碱性溶液中的腐蚀机理进行了探讨．结果表明,高频时,Zn,Zn-Pb,Zn-In合金的电极过程受电子传递步骤控制;低频时,在Zn,Zn-Pb,Zn-0．01％In合金的电极表面出现吸附现象,而对于含In0．05％或0．10％的Zn电极,扩散传质步骤是速度控制步骤．     

Cu-Zn-Al形状记忆合金在人工体液中耐蚀性研究

在Hank′s人工模拟体液中对Cu-Zn-Al形状记忆合金的耐蚀性进行了研究. 结果表明,经过热处理的Cu-Zn-Al 形状记忆合金的自由表面试样及缝隙试样的阳极性能得到改善,且体系 的腐蚀电位较高. 腐蚀后试样的扫描电镜观察和电子能谱分析表明,Cu-Zn-Al形状记忆合 金为β单相组织,电化学性能较未处理合金更为均一. 在人工体液中,Cu-Zn-Al形状记 忆合金的腐蚀为层状脱锌腐蚀,且Cl-参与了腐蚀历程,腐蚀产物中含CuCl2·3Cu(OH)2.     

轨道交通用7003铝合金型材失效行为分析

采用金相、扫描电镜和透射电镜观察以及慢应变速率拉伸应力腐蚀实验等分析测试方法对轨道交通用7003铝合金型材的失效原因进行分析。研究结果表明:型材失效件的裂纹为沿晶扩展,且有支裂纹向外扩展;失效件断口形貌呈冰糖块状花样特征,断口表面附集着铝、锌的氧化物,还有少量氯化物和硫化物,经分析失效型材的裂纹是由应力腐蚀导致的沿晶脆性断裂。型材试样在30 g/L Na Cl+10 m L/L HCl腐蚀溶液中的抗拉强度为181.5MPa,断裂时间为5.1 h,在空气中的抗拉强度为320.3 MPa,断裂时间为27.7 h,试样的应力腐蚀敏感指数(ISSRT)为0.46。晶界析出相尺寸较小、密度大,且呈链状连续分布,在腐蚀过程中,晶界连续析出相易成为阳极腐蚀通道,是较高的应力腐蚀敏感性的主要原因。     

铸造镍基高温合金K435室温旋转弯曲疲劳行为

在应力比R=-1,转速为5000 r/min(83.3 Hz)和实验室静态空气介质环境下,研究了抗热腐蚀铸造镍基高温合金K435的旋转弯曲疲劳行为,得到其应力-疲劳寿命(S-Nf)曲线,测出其室温旋转弯曲疲劳极限为220 MPa.用扫描电镜观察了疲劳断口形貌,发现裂纹主要萌生在试样表面或近表面缺陷处,断口主要由裂纹萌生区、裂纹稳态扩展区和瞬间断裂区组成;并讨论了K435合金疲劳断裂的机制.用透射电镜观察了合金微观组织的变化.     

压应力引起的不锈钢的应力腐蚀

用表面残余压应力试样,U型弯曲试样(用其压缩区)和WOL恒位移缺口压缩试样,对18-8不锈钢在沸腾MgCl_2溶液中进行了压应力条件下的应力腐蚀试验。结果表明,三种试样分别经110小时,73-100小时以及262-324小时后都观察到了由压应力所产生的应力腐蚀裂纹,并获得了具有岩层状特征的准解理脆性断口,这和拉应力腐蚀时获得的解理断口明显不同。 压应力条件下应力腐蚀裂纹的孕育期比拉应力要高一个数量级,而且裂纹扩展缓慢,加上裂纹不能张开而难于辨认,故当试样中同时存在拉应力时将不会观察到压应力所产生的应力腐蚀裂纹。     

晶界特征分布对304不锈钢应力腐蚀开裂的影响

通过5%的冷轧变形及在1 100 ℃退火5 min,使304不锈钢中的低ΣCSL晶界比例从固溶处理后的49%提高到75%（Palumbo-Aust标准）.采用C型环样品恒定加载方法,在pH值为1.5的沸腾25%NaCl酸化溶液中进行应力腐蚀实验,低ΣCSL晶界比例为75%的样品在浸泡120 h内没有发生应力腐蚀开裂,而低ΣCSL晶界比例为47%的试样在浸泡24 h后就产生了应力腐蚀裂纹.由断口形貌观察及电子背散射衍射(EBSD)分析表明,开始发生的晶间腐蚀会成为后来应力腐蚀开裂的裂纹源,应力腐蚀开裂由最初的沿晶转变为穿晶形式.低ΣCSL晶界比例提高后的试样因其抗晶间腐蚀性能较好,抑制了在Cl^-环境下应力腐蚀裂纹的萌生,因而提高了抗应力腐蚀性能.