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.     

添加合金元素Cu和Mn对锆合金中第二相的影响

以Zr-4为母合金,分别添加电解纯铜或电解金属锰,用非自耗真空电弧炉熔炼了成分不同的6种锆合金.用透射电子显微镜观察了合金中第二相的形貌,用EDS分析了第二相的成分,用SAD确定了第二相的晶体结构.添加Cu元素的合金中有3种第二相：Zr(Fe,Cr)₂粒子、Zr(Fe,Cr,Cu)₂粒子和含少量Fe或不含Fe的Zr-2Cu粒子;添加Mn元素的合金中只有1种Zr(Fe,Cr,Mn)₂第二相,且随着合金中Mn的质量分数从0.07%增加到0.35％,Zr(Fe,Cr,Mn)₂粒子中Mn元素的质量分数也升高.     

新型β型Zr-20Nb-7Ti合金的抗腐蚀磨损氧化层制备及其性能研究

为了解决在临床上钛及钛合金存在与人体骨骼、牙齿弹性模量不匹配和不耐磨等问题,开发低弹性模量耐磨耐腐蚀的生物医用合金,将新型β型Zr-20Nb-7Ti合金在550℃下进行热氧化处理15、30、45、60 min。通过SEM图片观察合金氧化层形貌,结果发现,Zr-20Nb-7Ti合金在550℃下热氧化处理30 min后其合金表面原位生长出一层厚度为8.1μm高表面光洁度的氧化层,热氧化之后Zr-20Nb-7Ti合金的表面硬度从267HV上升到934 HV。对热氧化前后的Zr-20Nb-7Ti合金在人工唾液中进行电化学腐蚀试验,结果显示,热氧化处理后Zr-20N-7Ti合金的腐蚀电位从-0.489 39V上升到-0.271 21 V,腐蚀电流从0.731 04μA/cm2下降到0.054 15μA/cm2,腐蚀速率从0.813 18μm/a下降到0.059 87μm/a。在人工唾液中,采用销盘摩擦磨损试验机对热氧化前后的Zr-20Nb-7Ti合金进行磨损性能测试,结果发现,热氧化后的Zr-20Nb-7Ti的摩擦系数从0.60下降到0.23,磨损失重从26.39 mg下降到0.31 mg。实验结果表明,在550℃下对Zr-20Nb-7Ti合金进行热氧化处理30 min得到的氧化层改善了材料的耐磨性和耐腐蚀性,热氧化后Zr-20Nb-7Ti合金符合生物医用合金的使用要求。     

15-15Ti钢上Ti/TiN/SiC薄膜的制备及耐铅铋合金腐蚀性能研究

文章采用磁控溅射法在15-15Ti钢表面沉积Ti/TiN/SiC功能梯度薄膜,并用X射线衍射仪(X-ray diffraction,XRD)、场发射扫描电子显微镜(field emission scanning electron microscope,FESEM)和原子力显微镜(atomic force microscope,AFM)表征薄膜的结构和形貌,并研究了镀膜15-15Ti钢在Pb-Bi合金溶液中的耐腐蚀性能。结果表明,镀膜后的15-15Ti钢在Pb-Bi合金溶液腐蚀后表面无Fe_3O_4氧化层出现,其耐腐蚀性能得到提高。     

含钐Al-Mn-Si-Fe-Cu合金的显微组织与耐腐蚀性

优化合金成分是改善汽车热交换器材料物理化学性能的有效途径.采用透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)观察,电化学测试和酸性人造海水盐雾试验(SWAAT)等方法研究了一种新型翅片材料—含钐Al-Mn-Si-Fe-Cu合金的显微组织与耐腐蚀性能.研究结果表明:合金中的主要析出相为α-Al(Mn,Fe)Si,同时形成含钐析出相Al_2Sm和Al_(10)Cu_7Sm_2.Sm元素的添加可细化α-Al(Mn,Fe)Si析出相.Tafel极化曲线测试结果表明:腐蚀表面主要由点蚀坑和腐蚀产物组成.随着Cl-浓度的增大,合金的腐蚀程度加深.SWAAT则表明,随着腐蚀时间的延长,腐蚀失重先加剧后减缓.     

CoFe_2O_4/rGO磁性复合材料的制备及吸附性能

文章以氧化石墨烯(GO)为原料,通过溶剂热法制备钴铁氧体/还原氧化石墨烯复合材料(CoFe_2O_4/rGO)。利用透射电子显微镜(transmission electron microscope,TEM)、高分辨透射电子显微镜(high-resolution transmission electron microscope,HRTEM)、场发射扫描电子显微镜(field emission scanning electron microscope,FESEM)、X射线衍射仪(X-ray diffraction,XRD)等对其进行表征,并研究其对模拟有机染料废水的吸附性能。结果表明:所制备的CoFe_2O_4/rGO复合材料为具有核壳结构的球形纳米颗粒,其平均粒径约为180nm;CoFe_2O_4/rGO能高效吸附阴离子有机染料,对刚果红吸附量高达490.6mg/g,其吸附作用主要是由静电作用力引起的。     

椭圆偏振法研究四方氧化锆对Zr-Sn-Nb合金氧化膜耐腐蚀性能的影响

将经过不同热处理的Zr-Sn-Nb合金样品放在350℃、16.8mol/LPa、0.01mol/LLiOH溶液的高压釜中进行腐蚀。用椭圆偏振法研究氧化膜中的四方氧化锆,发现经过580℃/冷轧/500℃处理的样品在腐蚀42天和190天后氧化膜中的四方氧化锆比其它样品的多。四方氧化锆是影响合金耐腐蚀性能的一个主要因素,四方氧化锆的形成有利于提高合金的耐腐蚀性能。     

Zr质量分数对7085铝合金组织和性能各向异性的影响

通过室温拉伸试验、腐蚀性能测试和光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等研究Zr质量分数对7085铝合金组织和性能各向异性的影响。研究结果表明:合金的强度随着Zr质量分数增加先增加再减小,Zr质量分数为0.12%时合金的强度出现峰值;添加Zr抑制合金再结晶,提高其强度和抗剥落腐蚀性能;挤压方向(L-T)力学性能均优于横向(T-L),Zr质量分数为0.12%时、各向异性最小;横截面的抗腐蚀性能优于长截面,Zr质量分数为0.14%时,抗腐蚀性能最佳且各向异性最小;合金的性能各向异性随Zr质量分数增加而先减小再后增大。Zr质量分数最佳添加范围为0.12%~0.14%,能保持高强度耐腐蚀性能并具有较低的各向异性。     

Zr-4合金薄板的织构与耐疖状腐蚀性能的关系

采用500 ℃/10.3 MPa过热蒸汽中腐蚀的方法,研究热处理及织构取向对Zr-4合金薄板耐疖状腐蚀性能的影响.样品在820 ℃-1 h加热快冷后,晶粒发生长大,得到了集中的 (0001)［11 20］和 (0001)［10 10］织构,这时耐腐蚀性能比较好的（0001）面基本平行于轧面,而样品四周的侧面是耐腐蚀性能较差的(11 20)和(10 10)面.样品经过这样热处理后,增加了Fe和Cr合金元素在 α-Zr中的过饱和固溶含量,提高了样品轧面的耐疖状腐蚀性能,但是样品的侧面上仍然会出现疖状腐蚀现象.耐疖状腐蚀性能的好坏与织构的晶体取向有关,只有当样品在1 000 ℃ β 相加热快冷,使 Fe和Cr合金元素在 α-Zr中的过饱和固溶含量进一步得到提高后,才能完全抑制疖状腐蚀现象.     

添加Zr和Mn对Mg–2.5wt%Cu–Xwt%Zn (X = 2.5、5和6.5)合金组织和性能的影响

本工作研究了添加量小于1wt%的Zr和Mn对含2.5wt% Cu和2.5wt%–6.5wt% Zn的Mg–Zn–Cu合金的显微组织、力学性能、铸造性能和耐腐蚀性能的影响。通过对硬度和电导率的测量研究,找出具有最佳力学性能的最佳热处理方案。研究表明,由于Zr具有较强的晶粒细化效应,使得合金的屈服强度显著提高。然而,Mn和Zr的存在对合金的断裂伸长率有不利影响。研究结果表明,合金结构中Mg₂Cu阴极相的析出对腐蚀行为产生了负面影响。然而,添加Mn降低了所研究合金的腐蚀速率。当铜含量为2.5wt%,锌含量为5wt%时,合金的力学性能、铸造性能和腐蚀性能得到了最佳的组合。而Mn或Zr的添加可以改善合金的性能;例如,添加Mn或Zr会增加合金的流动性。     

镍铬合金表面的微弧氧化陶瓷膜对镍离子析出的影响

采用微弧氧化技术, 以NaAlO₂和Na₅P₃O₁₀为电解液体系, 在镍铬合金表面制备微弧氧化陶瓷膜, 研究镍铬合金表面形成的微弧氧化陶瓷膜对镍离子析出的影响.  用扫描电子显微镜(SEM)及X射线衍射(XRD)对膜层进行表征,     用等离子体发射光谱仪及电化学方法检测成膜前后镍铬合金中镍离子在人工唾液中的析出量及合金的耐腐蚀性能. 实验结果表明, 镍铬合金表面形成的主晶相为γ-Al₂O₃的微弧氧化陶瓷膜可有效阻止镍离子析出, 提高了镍铬合金的耐腐蚀性能.     

复合添加Zr,Ti和Cr对Al-Zn-Mg-Cu超强合金组织与性能的影响

采用铸锭冶金法制备Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Ti和Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Ti-Cr合金。通过金相显微镜、扫描电镜和透射电镜观察和硬度、力学、腐蚀性能测试,对比复合添加Zr和Ti的合金及复合添加Zr,Ti和Cr对Al-Zn-Mg-Cu合金组织和性能的影响。研究结果表明:在Al-Zn-Mg-Cu合金中复合添加Zr,Ti和Cr形成的大量10~20 nm共格的固溶部分Zn,Mg和Cu的(Al,Cr)_3(Zr,Ti)弥散相,这些弥散相强烈钉扎位错和亚晶界;与复合添加Zr和Ti相比,复合添加Zr,Ti和Cr能够显著细化Al-Zn-Mg-Cu合金铸锭组织,抑制基体再结晶;在提高合金强度、塑性和断裂韧性的同时,提高合金的应力腐蚀和剥落腐蚀抗力,合金应力腐蚀临界应力强度因子KISCC由5.0 MPa·m~(1/2)提高到12.6 MPa·m~(1/2),剥落腐蚀由EC提高至EB-。     

铸态Zn-Al-Sn-Bi合金在模拟酸雨溶液中的腐蚀性能

分别制备了Zn-15Al-1Sn-0.1Bi,Zn-15Al-3Sn-0.1Bi,Zn-15Al-5Sn-0.1Bi,Zn-15Al-7Sn-0.1Bi合金试样,研究在锌中加入Al、Sn和Bi元素提高合金综合性能和酸雨环境下的耐腐蚀能力,通过金相显微镜、扫描电镜、EDS能谱分析,观察合金的微观组织特征及成分,并研究其在模拟酸雨溶液中的浸态腐蚀性能及电化学腐蚀性能,结果表明:Zn-15Al-5Sn-0.1Bi合金具有平均腐蚀速率低,自腐蚀电流密度小,硬度和强度高,耐酸雨腐蚀能力强等特点.     

元素和相组成对β钛合金耐腐蚀性的影响

采用X射线衍射仪和光学显微镜分析了钛合金Ti-22Nb、Ti-22Nb-2Cr、Ti-22Nb-2Fe和Ti-16Nb-2Fe的相组成。以0.9 %NaCl水溶液为电解液,采用电化学工作站进行电化学腐蚀试验,研究了钛合金的电极电势和电化学阻抗谱的演变规律,进而评价了元素和相组成对钛合金耐腐蚀性的影响。结果表明：Cr元素和Fe元素的添加可以提高Ti-Nb合金的β相稳定性。固溶时效处理后的Ti-16Nb-2Fe合金中析出了等温ω相。具有单一β相的钛合金显示出了良好的耐腐蚀性,Cr元素或Fe元素的添加使其耐腐蚀性得到改善。α"相和ω相会破坏钛合金表面的钝化膜,导致其耐腐蚀性变差。     

镍基合金C276在超临界水中的腐蚀行为

研究镍基合金C276在550~650益/25 MPa超临界水中的腐蚀特性。采用腐蚀增重、扫描电镜、能谱和X射线衍射方法分析材料的氧化动力学、氧化膜形貌、合金元素分布和组织结构。结果表明,C276合金在超临界水中以均匀腐蚀为主,其腐蚀增重服从抛物线生长规律。当温度由550益升高到600益时,材料的腐蚀增重大约升高到3倍;当温度进一步升高到650益时,材料的腐蚀增重反而下降。 C276合金表面氧化膜分层不明显,氧化膜的主要成分为( Ni,Fe) Cr2 O4,同时其表层离散分布着大量的NiO氧化物颗粒。 C276合金表面氧化膜的保护性能主要取决于氧化膜内Cr含量,Cr含量越高其结构越致密,从而保护性能也越好。     

椭圆偏振法研究四方氧化锆对Zr-Sn-Nb合金氧化膜耐腐蚀性能的影响

将经过不同热处理的Zr-Sn-Nb合金样品放在350℃、16．8mol／LPa、0．01mol／LLiOH溶液的高压釜中进行腐蚀。用椭圆偏振法研究氧化膜中的四方氧化锆，发现经过580℃／冷轧／500℃处理的样品在腐蚀42天和190天后氧化膜中的四方氧化锆比其它样品的多。四方氧化锆是影响合金耐腐蚀性能的一个主要因素，四方氧化锆的形成有利于提高合金的耐腐蚀性能。     

热处理对N36锆合金腐蚀与吸氢性能的影响

将N36锆合金样品分别进行1 020 ℃/20 min WQ+C.R.+580 ℃/50 h AC、820 ℃/2 h AC+580 ℃/50 h AC、820 ℃/2 h AC+C.R.+580 ℃/50 h AC、700 ℃/4 h AC+C.R.+580 ℃/50 h AC 4种不同的热处理.用透射电镜观察了它们的显微组织,用高压釜腐蚀试验研究了它们在400 ℃/10.3 MPa过热水蒸气中的腐蚀与吸氢行为.结果表明：经1 020 ℃/20 min WQ+C.R.+580 ℃/50 h AC处理后样品的耐腐蚀性能最好,其原因在于合金中第二相细小弥散分布在晶界及晶内;而经820 ℃/2 h AC+580 ℃/50 h AC处理后样品的耐腐蚀性能最差,第二相主要集中在晶界上,且比较粗大.经820 ℃/2 h AC+C.R.+580 ℃/50 h AC、700 ℃/4 h AC+C.R.+580 ℃/50 h AC处理的样品的腐蚀性能介于两者之间.热处理对N36锆合金腐蚀时的吸氢行为有一定的影响,但不如对Zr 4合金的影响大,这可能是因为N36锆合金中的第二相吸氢能力不如Zr 4合金中的Zr(Fe,Cr)2第二相强的缘故.     

新型铅钙合金在硫酸介质中的耐腐蚀性能研究

应用阳极极化曲线法、阴极极化曲线法、室温析气实验及阳极恒流腐蚀,分别对Pb-Ca-Sn合金和Pb-Ca-Sn-Ce合金在1 28g/cm3硫酸介质中的耐腐蚀性能进行了测试,并对合金在硫酸中所形成的钝化膜进行了表面X射线衍射分析.实验结果表明:加入稀土Ce能使Pb-Ca-Sn合金在很宽的电位范围内均处于钝化状态,显著改善合金的耐腐蚀性能,提高合金的析氢过电位,而且还能阻止阳极二价铅膜的生长,从而改善阳极钝化膜的性能,提高电池的深循环性能.     

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.     

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).