纳米化处理对锆合金腐蚀性能的影响

讨论了表面纳米化处理对锆合金的抗腐蚀性能的影响。对于具有表面纳米及超细晶组织的锆合金来说,其腐蚀性能的影响因素不仅包括晶粒尺度,还包括合金成分、氧化膜的组织与性质、热处理工艺方法、表面状态、反应堆水化学等。而上述因素中的任何一个因素变化,都会导致材料腐蚀性能改变。因此对于锆合金纳米化后腐蚀性能研究,应从全方位考虑,从而对锆合金的腐蚀性能有一个全方位的认识。     

化学镀Ni-Mo-P纳米晶镀层腐蚀性能研究

通过化学镀获得了混晶(非晶+微晶)和纳米晶态两种结构的Ni-Mo-P合金镀层,并将混晶态镀层进行晶化处理得到一种单相和一种双相的纳米晶镀层。通过阳极极化曲线分析了各镀层在5%H2SO4溶液的耐蚀性能并与Ni-P镀层进行对比,结果发现,镀态Ni-Mo-P纳米晶镀层的耐蚀性能优于镀态Ni-P纳米晶镀层;经退火处理后获得的两种纳米晶镀层的耐蚀性能比镀态混晶和纳米晶镀层均要好;同时还发现退火处理获得的Ni-Mo-P双相（Ni+Ni3P）纳米晶镀层与退火处理后获得的Ni-Mo-P单相(Ni)纳米晶镀层的耐蚀性能相当。     

Q235钢表面纳米化处理对离子注入的影响

通过高能喷丸处理，在Q235低碳钢的表面得到了一层约20μm厚的纳米晶组织，然后使用金属蒸汽弧离子注入机（MEVVA）对表面纳米化处理前后的试样进行了钛离子注入。研究结果表明，Ti注入Q235钢后，浓度基本上服从Guass分布；经过表面纳米化处理的样品，注入元素浓度与未经处理的相比有了很大的提高，而离子注入的深度则变化不大。浓度升高的主要原因可能是经过表面纳米化处理的试样表面层含有更多的缺陷，注入原子与这些缺陷的交互作用导致了其固溶度的超额增加。     

喷丸处理对6061铝合金抗腐蚀性能影响

将6061铝合金进行超声喷丸处理,喷丸时间分别为0、90、180、270 s。对喷丸面进行表面粗糙度、显微维氏硬度、残余应力测量,采用标准中性盐雾腐蚀试验探究不同喷丸处理试样的抗腐蚀行为,分析粗糙度、硬度、残余应力对其抗腐蚀性能的综合影响。试验结果表明:随着喷丸处理时长由90 s变至270 s,铝合金表面粗糙度逐渐降低,硬度在距喷丸表面0～600μm之间有较为明显的提高,表面残余应力有显著提高,并且粗糙度增加会促进盐雾腐蚀,硬度与残余应力升高会抑制盐雾腐蚀,盐雾腐蚀结果表明,在喷丸处理时长由0s变至270 s的4个试样中喷丸90 s时的盐雾腐蚀速率最快,而喷丸270 s时的试样盐雾腐蚀速率最慢。     

合金元素对铸造Al-Si合金腐蚀性能的影响

采用电化学实验和浸泡腐蚀实验研究了Al-7%Si合金在3.5%NaC1溶液中的腐蚀行为,同时还探讨了合金元素Cu,Mg,Mn,Sn对Al-7%Si合金开路电压、腐蚀电流密度和自腐蚀性能的影响规律,并利用扫描电镜对各合金浸泡腐蚀前后的形貌进行了观察与分析.电化学实验结果表明,所有实验合金均较快进入钝态,随着各合金元素的加入,实验合金的自腐蚀电位向负向移动,腐蚀电流密度增加.浸泡腐蚀实验结果表明,加入的合金元素均降低了Al-7%Si的腐蚀性能,其中Cu影响较大,使合金由点蚀转变为晶间腐蚀.     

纳米化处理超声金属表面

采用超声表面加工处理方法在45钢上制备出纳米结构表层．TEM（透射电子显微镜）、XRD（X射线衍射）、粗糙度和显微硬度试验结果表明：经超声处理后，样品表层的晶粒可细化至纳米量级，平均晶粒尺寸为50nm，且在某些区域出现纳米晶与非晶嵌套结构，表面形成残余压应力，表面粗糙度值降为原始样品的1／100，与样品心部相比，表层硬度显著提高．     

超声表面滚压协同提高铸态AZ91镁合金的力学和腐蚀性能

镁合金具有低密度、高比强度等优势,是轻量化应用的优异结构材料。然而,相对于已经大规模工业应用的钢铁、钛合金和铝合金,镁合金铸件易腐蚀、绝对强度低、室温塑性差,成为限制其工业化应用的瓶颈。本文旨在采用超声表面滚压对铸态AZ91镁合金进行表面纳米化处理,以提高其力学性能和耐腐蚀性能。结果表明超声表面滚压在铸态AZ91镁合金表面制备出梯度纳米结构和光滑表面（Ra 0.036 μm）。超声表面滚压使得AZ91铸态镁合金样品的屈服强度和抗拉强度分别提高了55%和50%,表面硬度提高了24%,而断裂延伸率没有显著下降。超声表面滚压的AZ91镁合金样品在3.5wt% NaCl水溶液中具有良好的耐腐蚀性。与未处理样品相比较,浸泡1 h后超声表面滚压处理样品的腐蚀电流密度降低63%,浸泡24 h后腐蚀电流密度降低25%。强度和硬度的提高主要来源于梯度纳米结构,而腐蚀性能的提高主要源于表面纳米结构、光滑表面和残余压应力。     

表面纳米化对7055铝合金耐磨性能的影响

为了研究表面纳米化对7055铝合金耐磨性能的影响,利用高能喷丸(High Energy Shot Peening, HESP)技术对7055铝合金材料进行表面纳米化处理,在7055铝合金表面获得纳米结构。利用透射电镜分析纳米化前后微观组织的变化,同时对纳米化材料表层进行残余应力及显微硬度测定,并采用球盘磨损试验机研究了纳米化表面对固定载荷条件下7055铝合金材料磨损性能的影响。结果表明：表面纳米化使7055铝合金材料表面发生严重塑性变形,材料表面分布较高幅值残余压应力,最大可达到-369MPa, 残余压应力层深度达0.6mm;纳米化后试样显微硬度较基体提高了50%。摩擦磨损实验表明：表面纳米化从一定程度降低了7055铝合金材料表面摩擦系数,且磨损失重是未处理试样的32%,表明高能喷丸表面纳米化有效改善了7055铝合金材料的耐磨性能。     

纳米SiO2对功率铁氧体材料磁性能的影响

研究了添加纳米SiO2对MnZn功率铁氧体材料磁性能的影响，并用AES和SEM对功率铁氧体材料的微结构和晶界进行了研究，结果表明晶界电阻率和功率损耗依赖于纳米SiO2加入量，加入的纳米SiO2量有一个最佳值．加入适量的纳米SiO2有助于降低MnZn功率铁氧体的功率损耗，其原因在于Si原子阻止了Nb原子和Ca原子进入铁氧体材料的晶格，与Nb原子和Ca原子一起富集到铁氧体材料的晶界处，形成具有高电阻率的晶界层，降低了铁氧体材料的涡流损耗．     

合金元素对铸造Al—Si合金腐蚀性能的影响

采用电化学实验和浸泡腐蚀实验研究了Al-7％Si合金在3．5％NaCl溶液中的腐蚀行为，同时还探讨了合金元素Cu，Mg，Mn，Sn对Al-7％Si合金开路电压、腐蚀电流密度和自腐蚀性能的影响规律，并利用扫描电镜对各合金浸泡腐蚀前后的形貌进行了观察与分析．电化学实验结果表明，所有实验合金均较快进入钝态，随着各合金元素的加入，实验合金的自腐蚀电位向负向移动，腐蚀电流密度增加．浸泡腐蚀实验结果表明，加入的合金元素均降低了Al-7％Si的腐蚀性能，其中Cu影响较大，使合金由点蚀转变为晶间腐蚀．     

锆合金腐蚀与防护研究进展

锆合金以其优异的核性能和生物相容性被广泛应用于民用发电反应堆、核动力航空母舰、核潜艇、空间飞行器的结构材料以及医用材料，在苛刻环境下服役的锆合金同样面临腐蚀失效的风险。由于材料本身服役环境的特殊性，使得锆合金腐蚀研究的模拟测试难度加大，诸多疑问难以得到有效解答。锆合金的腐蚀形式包括均匀腐蚀、疖状腐蚀、应力腐蚀以及微生物腐蚀，其腐蚀也受材料成分、热处理工艺、表面粗糙度、氧化膜成分、溶液的pH值、辐照、热流水化学环境以及温度等因素的影响，防护措施包括涂层和缓蚀剂等方式。为进一步改善锆合金的耐蚀性能，未来可从以下几方面展开研究：1)锆合金基体中固溶元素的浓度；2)第二相元素类型、晶粒尺寸及分布；3)氧化膜的生长机制；4)细菌附着方式和生物被膜生长行为等。     

添加微量Si对锆合金耐腐蚀性能的影响

通过高压釜腐蚀实验研究了添加微量Si(0.02%)对Zr-1Nb(质量分数,%)和Zr-1Nb-0.8Sn-0.38Fe-0.1Cr合金在400℃/10.3 MPa过热蒸汽和360℃/18.6 MPa/0.01 mol/L LiOH水溶液中耐腐蚀性能的影响.利用透射电子显微镜(transmission electron microscope,TEM)观察了合金的显微组织.结果表明:添加微量Si对Zr-1Nb合金在两种水化学条件下的耐腐蚀性能影响不大;添加微量Si会使Zr-1Nb-0.8Sn-0.38Fe-0.1Cr合金在400℃/10.3 MPa过热蒸汽中的耐腐蚀性能变差,但对其在360℃/18.6 MPa/0.01 mol/L LiOH水溶液中的耐腐蚀性能影响不大.这说明Si对不同的合金在不同水化学条件下耐腐蚀性能的影响规律是不同的.在Zr-1Nb和Zr-1Nb-0.8Sn-0.38Fe-0.1Cr中添加0.02%Si后分别发现了尺寸较大的Zr5Si4第二相(second phase particles,SPPs)和Zr(Nb,Fe,Cr,Si)2第二相,这会对锆合金的耐腐蚀性能产生不利影响.     

镁合金在大气中的腐蚀行为及其表面防护技术

镁合金由于密度小,比强度高,作为结构材料在汽车工业和电子产品领域受到广泛关注。限制镁合金进一步扩大应用的主要障碍是其差的耐腐蚀性能。镁合金主要的服役环境是在大气条件下,大气湿度、腐蚀性污染物是影响镁合金腐蚀的主要因素。在含有氯化物的环境中,镁合金呈现强的腐蚀敏感性。对于镁合金在大气环境下的腐蚀行为及其研究进展进行了综述。为了提高镁合金的耐腐蚀性能,在镁合金表面覆盖防护性膜层是有效方法。介绍了化学转化膜、阳极氧化膜、金属镀层等几种典型的镁合金表面防腐蚀处理方法。由于六价铬致癌,传统的铬酸盐表面处理工艺逐渐被限制和取缔。开发环境友好型的镁合金表面腐蚀防护技术并在工程上应用是发展趋势。     

Al-Cu-Mg-Ag-(Sc)合金的显微组织与腐蚀性能

采用铸锭冶金工艺,制备不同钪含量的Al-Cu-Mg-Ag合金.通过金相显微镜、扫描电镜、透射电镜、晶间腐蚀及剥落腐蚀等实验方法,研究钪对Al-5.3Cu-0.8Mg-0.6Ag合金的组织和腐蚀性能影响.结果表明:添加0.3%～0.5% Sc可明显细化铸态合金的晶粒,平均晶粒尺寸从300 μm降低到60 μm,而添加0.1%～0.3% Sc有助于提高挤压态合金抗腐蚀性能.但当添加0.5% Sc时,合金中形成粗大的Al3(Sc, Zr)稀土化合物相,导致合金的抗蚀性能降低.     

Effects of small additions of Zn on the microstructure,mechanical properties and corrosion resistance of WE43B Mg alloys

Zn is a commonly used alloying element for Mg alloys owing to its beneficial effects on mechanical properties. To improve the mechanical and corrosion properties of WE43B Mg alloys, the effects of 0-0.7wt% Zn addition on the microstructure and properties of sample alloys were investigated. Addition of Zn to as-cast WE43B alloy promoted the formation of the Mg₁₂Nd phase; by contrast, after T6 heat treatment, the phase composition of WE43B alloys with and without Zn addition remained mostly the same. A long-period stacking ordered phase was predicted by CALPHAD calculation, but this phase was not observed in either the as-cast or heat-treated Zn-containing WE43B alloys. The optimum temperature and duration of T6 heat treatment were obtained using CALPHAD calculations and hardness measurements. Addition of Zn resulted in a slight reduction in the average grain size of the as-cast and T6 heat-treated WE43B alloys and endowed them with increased corrosion resistance with little effect on their mechanical properties.     

低磁化率锆合金的研究进展

金属植入物在磁共振成像（magnetic resonance imaging,MRI）诊断中常产生较大的伪影,严重降低MRI图像的质量,进而影响病理诊断分析。降低金属植入物的磁化率是降低MRI伪影的有效途径。医用锆合金以其优良的生物相容性,优越的综合力学性能和较低的磁化率成为近年来的研究热点。回顾了锆合金的发展历史,分析了相组成和合金元素对锆合金磁化率的影响,详细介绍了Zr-Nb合金、Zr-Mo合金、Zr-Ru合金等低磁化率锆合金的研究现状,展望了锆合金作为医疗器械候选材料的发展前景。     

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.     

铁基非晶合金耐腐蚀性能研究进展

铁基非晶合金的耐腐蚀性能对其在功能及结构材料领域的应用具有重要的工程意义。本文总结了微合金化元素添加、结构弛豫、纳米晶化、自由体积等对铁基非晶耐腐蚀性能的影响,对近年来铁基非晶耐腐蚀性能及其机理的研究进展进行了简要的介绍。     

Er对Mg-Nd-Zn-Zr合金时效态组织和腐蚀性能的影响

采用X线衍射仪、光学显微镜、扫描电镜和透射电镜等分析测试方法研究Er对Mg-3Nd-0.2Zn-0.4Zr(NZ30K)合金时效态组织和腐蚀性能的影响,研究结果表明:添加0.5％(质量分数)Er元素并没有改变NZ30K合金峰时效析出相的种类,2种合金在200℃时达到峰时效都是因为基体里析出大量弥散分布的β"相,起到第二相强化的作用,β"相具有密排六方DO19结构,其与基体的取向关系为[(2)4(2)3]β"//[2423]a-Mg,(1010)β"//(10(1)0)a-Mg;由于细小的β"强化相的弥散分布,2种合金时效态表面由紧凑和均匀分布的细长条状颗粒组成,主要为Mg(OH)2,NZ30K-Er合金时效态的腐蚀产物膜更致密,所以NZ30K-Er合金时效态的耐腐蚀性能好于NZ30K合金时效态的耐腐蚀性能;NZ30K合金时效态具有优良的耐腐蚀性能,在5％的NaCl溶液中,其腐蚀电流密度仅为8.012 μA/cm2,腐蚀质量损失速率仅为0.243 mg/(cm2·d).     

中子辐照对锆合金显微组织的影响研究进展

作为反应堆的第一道安全屏障,锆合金包壳材料的显微组织一直是国内外的研究热点。针对目前国内外在中子辐照对锆合金显微组织的影响研究领域现状进行了综述,总结了现有研究的不足并提出了对未来研究方向的建议:采用微观分析手段,针对不同中子注量下锆合金包壳的第二相、氢化物和氧化膜展开研究,获得其在实际使用工况下的演变规律,为我国锆合金包壳材料的优化改进提供支撑。