C和Mo多重离子注入H13钢的腐蚀性能

研究了C＋Mo＋C注入结构和相变,用多重扫描电位法研究了其抗腐蚀特性,得出了抗腐蚀相生存的条件,以及这些相对抗腐蚀特性的作用,并对其改性机理进行了讨论,实验结果表明,在C＋Mo＋C双注入H13钢中,可有效地提高H13钢的抗性,并能提高点蚀电位,使之更耐点蚀,三重注入生成了含Fe2Mo,FeMo合金相和MoC,Fe5C3,Fe7C3,Mo和MoO等的表面钝化膜,这种钝化膜的存在可提高H13钢的耐腐蚀性和抗 蚀特性,其抗腐蚀和抗点蚀特性优于单注入和双注入,这种多重注入最可贵之处在于既可提高钢表面的抗点蚀特性,又能提高钢表面的抗腐蚀特性。     

C和Ti双注入H13钢抗腐蚀钝化层的形成

用多次扫描电位法研究了金属Ti与C双注入抗腐蚀和抗点蚀钝化层生成的条件,用扫描电子显微镜观察了腐蚀坑,发现注入层表面已经形成了具有一定厚度钝化层.这种钝化层既能抗酸性腐蚀,又具有优良的抗碱性点蚀特性.测量结果表明,在C注量不变时,增加Ti注量可使抗腐蚀特性增强;而在Ti注量不变时,增加C注量可使抗点蚀特性增强.     

金属离子注入纳米结构和特性

材料中纳米弥散相的形成对材料强化有着非常重要的作用,离子注入技术在材料表面容易形成这种结构.透射电子显微镜观察表明,经过Ti注入的钢,表面形成了直径为10～30nm丝状的FeTi和FeTi2相,其长度为150～320nm, 当束流密度分别为25～50μA*cm-2时,弥散相的密度分别为1.2×1011和6.5×1010 cm-2,其平均直径则分别为10和18nm. 扫描电子显微镜观察C+Ti样品表明, 注入后表面形成的抗腐蚀钝化层也为丝状纳米结构, 细丝直径25～60nm,长度100～200nm,密度约2.2×109 cm-2.这种致密的结构具有很强的抗磨损特性和抗腐蚀特性.抗磨损特性提高了8倍.电化学测量结果表明,随注量的增加,腐蚀电流密度Jp明显下降,用3×1017 cm-2注量的Ti注入H13钢Jp比未经注入之值降低到0.125%～0.050%; W注入聚脂膜(PET)形成了10～20nm W的析出相,这种相的析出使PET表面硬度增加,抗磨损和抗腐蚀特性增强,并使之形成了优良的导电层.     

Mo注入H13钢抗腐蚀结构的分析

Ｍｏ注入Ｈ１３钢明显地改善了钢表面的抗腐蚀特性，在腐蚀时间１００～２７０ｍｉｎ内，腐蚀电流密度峰值均为饱和值，极化电流密度ＪＤ是纯铁ＪＤ值的９．１％。用扫描电子显微镜观察发现，腐蚀后样品表面出现了密集的圆形和椭圆形的抗腐蚀体，其尺寸为０．５～３μｍ，这种结构具有稳定的抗腐蚀特性。随腐蚀深度的增加，这种抗腐蚀化合物暴露面积增大，因此使ＪＤ达到了饱和值。透射电子显微镜观察表明，Ｍｏ注入层中出现了Ｍｏ２Ｃ和ＦｅＭｏ弥散相，但尺寸为３～３３０ｎｍ，这比抗腐蚀体尺寸小得多，由此可见抗腐蚀体是由许多密集的ＦｅＭｏ和Ｍｏ２Ｃ结合而形成的。     

C+Mo离子共注入H13钢中抗腐蚀性能的研究

采用改进了的MEVVA源阴极对H13钢进行了C+Mo共注入,并做了X射线衍射分析、电化学测量和表面形貌分析.实验结果表明,C+Mo共注入后H13钢表面的抗腐蚀性能得到了改善,表面的致钝电流密度显著降低,点蚀电位明显正移.X射线分析表明,C+Mo共注入后在H13钢表面形成了FeMo,Fe2MoC,Mo2C,γ-Mo2N,Fe7C3和Fe5C2等新相.这些新相在改善材料表面抗腐蚀性能方面起了重要作用.     

Mo离子注入钢退火过程中的相变研究

着重研究了金属离子注入合成表面优化复合层的机理和纳米相镶嵌结构形成,探索了注入和退火过程中纳米结构和相变过程,讨论相变机制.实验中发现用较低束流密度的Mo离子注入钢明显地改变了钢表面的结构,可使钢表面晶粒细化,使阻止位错移动的晶界数量增多;可在钢表面形成Mo原子超饱和固溶体;随所用的束流密度的增加,注入时表面温度升高,注入的Mo原子将与钢中的铁原子和碳原子化合而形成纳米尺寸的析出相.这些弥散的析出相在钢表面形成了弥散强化.用低束流密度注入后经过退火,在钢表面也形成了纳米尺寸的析出相,从而增加了表面弥散强化的效果.随退火温度的增高,纳米析出相将会聚成大一些的纳米颗粒,颗粒之间互相连接而形成网状结构,这将会进一步增加表面强化效果.     

C, W和C+W离子注入钢表面纳米相镶嵌复合层结构电子显微镜分析

选取质量差异很大的C,W和C+W对钢进行离子注入,用TEM对注入样品横截面进行结构分析.结果表明:注入层结构发生了明显的变化,形成了纳米相镶嵌复合层,W注入复合层的厚度大约是相应离子射程的16.3倍.C+W注入改性层是由注入层、过渡层和缺陷层构成的,其厚度为694nm,该厚度是离子射程的25.1倍.3种条件下注入, 其结构变化有明显的差异.用TRIM95程序对3种离子注入的碰撞参数进行了计算,结果表明其结构的变化明显地与注入参数相关.还分析了纳米相镶嵌复合层结构的形成机理.     

Ti离子注入聚合物纳米结构分析

采用MEVVA源引出的Ti等离子注入聚酯 (PET)薄膜 ,注量在 1× 10 172× 10 17cm- 2 范围 .用透射电子显微镜分析了金属离子注入PET纳米结构随注量增加的变化 .结果表明 ,注入的Ti原子在PET中形成了密集的纳米相 ,这些纳米相均匀地弥散分布在注入层中 .用透射电子显微镜 (TEM )观察横截面表明 ,注入层为 3层结构 .可见Ti的注入已经在注入层中形成了金属化表面 .表面硬度、抗磨损特性和电导率明显地增加 .最后分析了金属离子注入对聚合物特性的改善机理 .     

一种新型超高强度防腐抽油杆的研制与推广

介绍了一种超高强度防腐抽油杆的研制背景、研制过程和研制结果,并将它和目前国内外油田使用的H级抽油杆和K级抽油杆在机械性能和抗腐蚀方面进行了对比研究,并将通过油田现场推广应用,结果证明新型抽油杆在机械性能和抗腐蚀方面的总体性能优于其它类别的抽油杆,可见这种新型超高强度防腐抽油杆的市场推广价值很高。     

C,W和C＋W离子注入钢表面纳米相镶嵌复合层结构电？…

选取质量差异很大的Ｃ,Ｗ和Ｃ＋Ｗ对钢进行离子注入,用ＴＥＭ对注入样品横截面进行结构分析。结果表明：注入层结构发生了明显的变化,形成了纳米相镶嵌复合层,Ｗ注入复合层的厚度大约是相应离子射程的１６．３倍。     

钒和碳双注入钢的纳米结构、强化机制和抗磨损特性

研究了V C双重离子注入合成纳米结构、相变和抗磨损机制．研究表明，注入后可改变钢的成分，V与Fe原子比最高可达到28％；形成了纳米相弥散强化结构和无序相强化结构．从而提高了钢表面硬度，表面硬度可提高23％～146％；抗磨损也有着明显的提高，磨损阻抗为未注入钢的2．2～3．6倍．     

核反应堆压力容器模拟钢中纳米富Cu相的变形特征

提高了Cu含量的核反应堆压力容器(reactor pressure vessel,RPV)模拟钢样品,经过880 cC水淬、660℃调质处理和400℃1000～4000 h的等温时效处理,观察到纳米富Cu相的析出;随后进行20%～30%冷轧变形,采用萃取复型(extractionreplica,ER)和高分辨透射电镜(high resolution transmission electron microscopy,HRTEM)的方法研究纳米富Cu相的变形特征.研究结果表明,镶嵌在α-Fe基体中的纳米富Cu相,在冷轧变形时的变形机制较为复杂,存在多种变形方式.当纳米富Cu相的晶体处于有利取向时,可以跟随基体一起发生滑移变形,表现为"软"颗粒的特性;当晶体处于不利取向时,会发生孪生变形,甚至诱发马氏体相变,有时生成"轮毂辐条"状的孪晶结构,大大提高了纳米富Cu相继续变形时的抗力,表现为"硬"颗粒的特征,因而析出纳米富Cu相会产生明显的强化作用.     

浅谈在用压力容器腐蚀分析及预防措施

对在用压力容器的腐蚀类型和因素进行分析,总结切实可行的抗腐蚀措施,应用于工程实践中,在控制腐蚀程度、节省成本和提高效益等方面都取得显著成果,为此类问题的研究提供了借鉴。     

Ag离子注入聚合物表面形貌原子力显微镜观察及其特性研究

采用MEVVA离子注入机引出的Ag离子进行了聚酯薄膜改性研究,注入后的聚酯膜表面结构发生了很大的变化,用原子力显微镜观察了注入样品表面形貌的变化,表面粗糙度与注量密切相关。透射电子显微镜观察注入聚酯膜的横截面表明,随注量的增加,在注入层形成了纳米颗粒和富集的碳颗粒。这些颗粒增强了注入层表面强化效果。注入层表面电阻率随注量的增加而明显地下降,用纳米硬度计测量显示,Ag离子注入可明显地提高聚酯膜表面硬度和弹性模量,从而极大地增强了表面抗磨损特性。讨论了Ag离子注入聚酯膜改善特性的机理。     

CuCr真空触头材料的抗熔焊性能研究

测定了不同ＣｕＣｒ触头合金的基体强度和熔焊焊缝强度，通过扫描电子显微镜观察了其断口形貌，从而分析ＣｕＣｒ合金中脆性碳化物相对其抗熔焊性能的影响，讨论了碳化物相引入后ＣｕＣｒ合金的抗熔焊机理，同时还讨论了碳化物相对ＣｕＣｒ合金耐电压强度的影响。     

利用脉冲激光沉积技术制备镍纳米颗粒及其生长过程中的应变场模拟

利用脉冲激光沉积技术和快速退火成功地制备了镶嵌在非晶Al2O3薄膜中的Ni纳米颗粒,用高分辨率透射电子显微镜观察到镶嵌在非晶Al2O3薄膜中的Ni纳米颗粒,用有限元算法系统地模拟了Ni纳米颗粒生长过程中的应变场分布.研究发现:在Ni纳米颗粒的生长过程中,纳米颗粒受到母体A12O3材料的非均匀的偏应变的作用,而且随着Ni纳米颗粒的长大,纳米颗粒受到母体Al2O3材料的非均匀偏应变也逐渐增加.这种非均匀偏应变对于纳米颗粒的晶格结构和形貌有较大的影响,可以通过调节Ni纳米颗粒生长过程中的应变场来实现对Ni纳米颗粒界面态的调控,从而进一步优化Ni纳米颗粒的物理性能.     

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。     

Y,Y＋C和Y＋Cr注入H13钢表面改性研究

用ＭＥＶＶＡ源引出的强束流Ｙ，Ｃｒ，Ｃ注入Ｈ１３钢改善了注入层抗氧化、耐腐蚀和抗磨损特性，探索了表面改性的机理。实验结果表明单注入和Ｙ＋Ｃ，Ｙ＋Ｃｒ双注入均能得到表面改性的良好效果，双注入效果略好。表面改性的原因是注入样品氧化前后的结构和合金相发生了明显的变化。上述特性的改善和注入层结构变化、钇铁化物析出相的生成以及铁钇氧化物形成密切相关。这些氧化物经短时氧化（１０ｍｉｎ）即可形成。由于这些氧化物     

离子束增强沉积改性层中碳化物相的电镜研究

主要研究 Ｍ ２ 高速钢离子束增强沉积表面改性层中碳化物相的组织形态与相结 构的变化情况。结果表明，高能离子束可穿透表面氮化物涂层并注入基体，轰击其主 要碳化物相Ｍ６Ｃ，使其形成包括“嵌镶块”和“晶界结构特征花样”等亚结构组织和 缺陷。这为进一步研究其表面强化机制等提供了重要实验依据。     

CSP工艺生产低碳钢中的纳米碳化物及其对钢的强化作用

用化学相分析及X射线小角散射法研究了CSP工艺生产HSLC钢中碳化物的成分、数量及粒度分布，发现尺寸小于18nm的碳化物含量大于文献中测定的CSP含Nb的HSLA钢中尺寸小于18nm的Nb(CxNy)含量。对纳米级碳化物对钢的强化作用进行了讨论。