Y_2O_3对铝合金表面激光增材制造组织及耐蚀性影响

利用激光增材制造技术,在6063Al基体表面制备了Ni60-Y_2O_3合金层,并通过金相显微镜、XRD、SEM和电化学腐蚀测试仪等设备进行分析和测试,研究稀土Y_2O_3对6063Al表面激光增材制造镍基合金层与基体结合界面处的组织结构及耐腐蚀性能的影响。结果表明,镍基合金层与基体结合界面处呈冶金结合,与未添加稀土的Ni60合金层相比,Ni60-Y_2O_3合金层的气孔和裂纹大幅降低,孔隙率减小,晶粒度变大且细化作用明显,晶粒分布较弥散,具有较好的组织形貌;Ni60合金层表面主要相结构为β-NiAl(Cr)、Al_3Ni、AlNi_3、Al等,添加Y_2O_3后的合金层中出现了Y_2O_3、YAl_3、AlNiY、Ni_(17)Y_2等稀土化合物的衍射峰;耐腐蚀性研究表明,在1 mol/L H_2SO_4溶液中,添加Y_2O_3的Ni60合金层的耐酸腐蚀性是Ni60合金层的4.07倍;在3.5%NaCl溶液中,Ni60-Y_2O_3合金层的耐腐蚀性是Ni60合金层的4.3倍;在1 mol/L NaOH溶液中,Ni60-Y_2O_3合金层的耐腐蚀性是Ni60合金层的2.3倍。可见,加入稀土Y_2O_3使Ni60合金层晶粒细化、组织改善,并明显提高了合金层的耐腐蚀性能。     

钇对Fe—Cr—Al合金在纯SO2气氛中高温腐蚀行为的影响

研究了Fe-20Cr-5Al和Fe-20Cr-5Al-0.5Y合金在1200℃,1atm纯SO_2气氛中的高温腐蚀行为。测定了腐蚀动力学曲线,观察了腐蚀产物表面,横截面和脆断断口的形貌,并分析了元素的分布,确定了腐蚀产物的相组成。结果表明,这两种合金在300小时实验周期内只发生氧化反应,没有遭受硫化腐蚀。无丫合金表面发展出双层结种氧化膜,而钇的添加使合金表面氧化膜呈单层结构,且粘着性显著改善。钇的有益作用在于对Al~(3 )在α-Al_2O_3中扩散的有效抑制作用。     

添加纳米氧化锆对Al-Mg-Ga-Sn合金作为碱性铝电池阳极的影响（英文）

为了提高合金的阳极性能,在Al-0.65Mg-0.05Ga-0.15Sn(质量分数,%)基体合金阳极中加入0.4%和0.8%(质量分数)的氧化锆纳米颗粒,采用电化学动态极化、电化学阻抗谱和恒电流放电等方法对颗粒增强后的合金进行电化学表征,采用在4 mol/L KOH溶液中的自腐蚀速率和析氢率对增强合金的腐蚀行为进行评价,并利用场发射扫描电子显微镜(FESEM)研究合金的表面形貌。结果表明,基体合金在4 mol/L KOH溶液中,释放出0.47m L/(min·cm~2)的氢气,腐蚀速率较高,而含0.8%(质量分数)Zr O_2的合金释放出0.32 m L/(min·cm~2)的氢气,腐蚀速率最低。此外,通过添加氧化锆纳米颗粒,能够降低铝阳极在碱性溶液中的腐蚀电流密度,其耐腐蚀性明显优于基体合金。此外,添加纳米氧化锆的阳极材料具有更高的电流放电效率,在4 mol/L KOH溶液中,添加0.8%(质量分数)纳米氧化锆的合金表现出最高的功率密度和阳极利用率。     

Cr和Y对Fe- Cr- Al合金在500℃/10.3 MPa过热蒸汽中长期腐蚀行为的影响

Fe-Cr-Al合金因具有适中的热中子吸收截面、较好的抗辐照性能和优良的抗高温氧化性能等优点，成为事故容错燃料包壳的候选材料之一。熔炼制备了低Cr(Fe-12Cr-5Al、Fe-12Cr-5Al-0.01Y)和高Cr(Fe-20Cr-5Al、Fe-20Cr-5Al-0.01Y)的Fe-Cr-Al合金，采用静态高压釜研究了4种合金在500℃/10.3 MPa过热蒸汽中长达2 000 h的腐蚀行为。采用X射线衍射仪、光学显微镜、扫描电子显微镜分析了合金和氧化膜的显微组织。结果表明：Cr含量的增加使合金晶粒细化，添加微量Y可以细化低Cr合金晶粒。在500℃/10.3 MPa过热蒸汽中腐蚀时，提高Cr含量可以明显降低Fe-Cr-Al合金的腐蚀增重速率；添加质量分数0.01%的Y可适当降低低Cr合金的腐蚀增重速率，但对高Cr合金的腐蚀增重速率影响并不明显。低Cr合金腐蚀形成的氧化膜为3层结构，从外到内依次为Fe₃O₄、Fe-Cr-Al的尖晶石氧化物、富Fe的内氧化过渡区；高Cr合金的氧化膜为两层结构，由外层Fe₃O₄     

Zr_(56)Cu_(19)Ni_(11)Al_9Nb_5非晶合金的腐蚀行为

通过浸泡法、动电位极化法、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDX)和X射线光电子能谱(XPS),研究了Zr_(56)Cu_(19)Ni_(11)Al_9Nb_5非晶合金分别在3.5%的NaCl、1mol/L的NaOH和1mol/L的H_2SO_4溶液中的腐蚀和电化学性能。结果表明,试样在3.5%的NaCl、1mol/L的NaOH和1mol/L的H_2SO_4溶液中浸泡2 256h后,肉眼未发现明显腐蚀。SEM观察发现试样发生局部腐蚀,耐腐蚀性在3.5%的NaCl溶液中最差,在1mol/L的NaOH溶液中次之,在1mol/L的H_2SO_4溶液中最好。动电位极化测试结果表明,在3.5%的NaCl溶液中未发生钝化,由于Cl~-的破坏作用,钝化膜发生局部溶解,腐蚀电流密度最大,耐腐蚀性最差。在1mol/L的NaOH和1mol/L的H_2SO_4溶液中发生钝化,生成致密而稳定的钝化膜,且在1mol/L的H_2SO_4溶液中自腐蚀电位和点蚀电位更高,腐蚀电流密度更小,钝化区更宽,钝化膜的稳定性和保护性能更好,耐腐蚀性更好。EDX和XPS分析表明,试样在3.5%的NaCl、1mol/L的NaOH和1mol/L的H_2SO_4溶液中的腐蚀产物主要为ZrO_2、Cu_2O、Al_2O_3、NiO和Nb_2O_5。     

Al-Mg-Sn-Si-In铝合金在不同溶液中的腐蚀与电化学性能研究

研究了Al-0.5Mg-0.1Sn-0.1Si-0.02In合金作为铝空气电池的阳极材料,在2 mol/L NaCl,4 mol/L NaOH乙醇-10%水,4 mol/L NaOH溶液中的腐蚀行为及电化学性能。结果表明,该合金在4 mol/L NaOH乙醇-10%水溶液中性能优良,具有较高的阳极利用率及较低的自腐蚀速率。腐蚀形貌及电化学阻抗谱测试结果与合金腐蚀特性一致。通过对比Zn在4 mol/L NaOH溶液中的电化学性能,Al-0.5Mg-0.1Sn-0.1Si-0.02In合金在4 mol/L NaOH乙醇-10%水介质中作为铝空气电池的阳极材料具有可行性。     

Al-Ga-Mg-Sn-xZn阳极合金组织和腐蚀电化学性能

对不同Zn含量的Al-Ga-Mg-Sn-xZn系列阳极合金的组织及腐蚀形貌进行观察和分析,并测试了该系列合金在4 mol/L NaOH溶液中的析氢速率、开路电位、极化曲线等腐蚀电化学性能指标,研究了Zn对Al-Ga-Mg-Sn合金组织和腐蚀电化学性能的影响。结果表明:Al-0.1Ga-1Mg-0.1Sn-xZn合金中的析出相主要为富Sn相,合金元素Zn主要固溶于Al基体中,添加0.5%和1%(mass%)的Zn后,合金的耐蚀性提高,开路电位和恒电流放电工作电位均有所负移,Al-0.1Ga-1Mg-0.1Sn-1Zn合金的综合腐蚀电化学性能较好,在4 mol/L NaOH溶液中,稳定开路电位约-1.72 V(vs.Hg/HgO),析氢速率为0.202 mL·cm-2·min-1,100 mA·cm-2放电时工作电位达-1.41 V(vs.Hg/HgO),腐蚀形貌均匀。     

Li含量对Al-Li合金在酸性NaCl水溶液中腐蚀行为的影响

真空熔炼制备1%和2%(质量分数)Li的Al-Li二元模型合金,研究Li含量对其在0.1mol/L NaCl+0.01mol/L酸性水溶液中电化学腐蚀行为的影响。采用自腐蚀电位和电化学阻抗(EIS)评价纯Al、Al-1Li和Al-2Li合金的耐蚀性能,结合X射线光电子能谱(XPS)和Mott-Schottky(M-S)曲线对3种试样表面腐蚀产物膜成分和半导体特征进行分析。结果表明:1%和2%Li使纯Al自腐蚀电位负移的同时,耐蚀性有所提高。合金元素Li参与腐蚀产物膜的形成,以Li_2O的形式掺杂于Al_2O_3为主要成分的腐蚀产物膜中,没有改变腐蚀产物膜的n型半导体特征;但Li_2O掺杂引起膜内氧空位浓度的降低,是Li提高纯Al耐蚀性的主要原因。     

第二届海峡两岸材料腐蚀与防护研讨会论文摘要选登 (续 )

20 0 1 0 32 0　含硫阴离子对低碳钢孔蚀的影响——姜涛等 .北京化工大学材料科学与工程学院 ,北京用电化学极化法研究了 SO2 -4 、SO2 -3 、S2 O2 -3 、CNS-和 S2 -五种含硫阴离子对低碳钢在 0 .1 mol/LNa NO2 + 0 .0 5mol/L Na Cl溶液中的孔蚀行为的影响 ,比较了各种含硫阴离子对孔蚀形核和生长影响作用的大小。2 0 0 1 0 32 1　添加钇对 Fe- 2 8Al- 5Cr合金在 H2 /H2 S/H2 O混合气氛下之高温腐蚀效应——刘展东等 .台湾海洋大学 ,台北本研究探讨 Fe- 2 8Al- 5Cr合金添加钇元素 (原子含量 0 .5%、0 .2 %及 5%三种不同含量 )于…     

Fe-20Mn-7Cr-0.9Mo钢与TWIP钢组织和腐蚀性能的比较研究

目的 重点探究Fe-20Mn-7Cr-0.9Mo钢在中国3块不同油田采出水模拟液中的腐蚀行为,为其在石油管材上的应用提供理论指导。方法 在Fe-25Mn-3Si-3Al TWIP钢中添加Cr和Mo元素,降低Mn元素含量,设计制备Fe-20Mn-7Cr-0.9Mo钢。采用X射线衍射仪(XRD)和透射电子显微镜(TEM)对Fe-20Mn-7Cr-0.9Mo钢的微观组织进行分析。利用电化学工作站测试Fe-20Mn-7Cr-0.9Mo钢在3种油田采出水模拟液中的极化曲线和电化学阻抗谱,并使用扫描电子显微镜(SEM)对腐蚀产物进行微观分析。同时,以相同环境中Fe-25Mn-3Si-3Al TWIP钢的腐蚀行为作为对照。结果 Fe-20Mn-7Cr-0.9Mo钢组织以奥氏体为主,其晶粒中含有大量层错、退火孪晶和高密度位错结构的马氏体。通过分析极化曲线可知,与Fe-25Mn-3Si-3Al TWIP钢相比,Fe-20Mn-7Cr-0.9Mo钢在3种油田采出水模拟液中均发生了钝化,腐蚀电位提高,腐蚀电流密度明显降低,分别为1.7、0.08、2.1 μA/cm²。通过分析电化学阻抗谱可知,Fe-20Mn-7Cr-0.9Mo钢在3种油田采出水模拟液中均呈现单一的电容回路,极化电阻Rp分别为3 111、5 322、3 582 Ω.cm²,而Fe-25Mn-3Si-3Al TWIP钢在3种油田采出水模拟液中呈现1个电容回路和1个电感回路,相应的极化电阻Rp仅为530、273、528 Ω.cm²,远小于Fe-20Mn-7Cr-0.9Mo钢。在3种油田采出水模拟液中,Fe-20Mn-7Cr-0.9Mo钢试样表面仅存在少量腐蚀产物,而Fe-25Mn-3Si-3Al TWIP钢试样表面存在大量的腐蚀产物,并形成了腐蚀产物膜。结论 Cr与Mo元素的添加和Mn元素含量的减少,降低了Fe-20Mn-7Cr-0.9Mo钢的堆垛层错能,导致晶粒中形成了大量层错、退火孪晶和少量马氏体。在3种油田采出水模拟液中,Cr与Mo元素的添加、Mn元素含量的减少和晶粒中退火孪晶的形成有效提高了Fe-20Mn-7Cr-0.9Mo钢的耐蚀性。     

铬铝复合钝化膜的XPS研究

对Fe-Cr、Fe-Al、Fe-Cr-Al和Fe-Mn-Al-Cr合金的钝化膜进行了XPS分析研究,并在0.5mol/L H_2SO_4中测定了它们的阳极极化曲线。结果表明:在上述合金的钝化膜中,均出现Cr、Al的富集,但在Fe-Cr-Al合金的钝化膜中,Cr的富集受到抑制。经计算,铬在膜中富集因子ηCr在Fe-5Cr合金为3.7,而在Fe-5Cr-3Al合金的膜中为2.2,在Fe-26Mn-3Al-6Cr合金的钝化膜中,Cr的富集未受到抑制,ηCr,为3.53,与Fe-5Cr的相当。可见,Fe-Mn-Al-Cr合金Cr、Al复合钝化膜的钝性优于同等含Cr量的Fe-Cr合金,更加优于同等Cr、Al含量的Fe-Cr-Al合金。     

Ti6Al4V合金渗镀Mo-N表面改性层在不同腐蚀环境下的抗磨损行为研究

采用等离子渗镀技术在钛合金(Ti6Al4V)表面形成均匀致密的钼氮合金渗镀层.在3.5%NaCl溶液、0.5 mol/L 的H2SO4溶液、0.02 mol/L的Na3P04溶液和亨氏溶液中,对比研究了Ti6Al4V合金及其钼氮改性层的抗腐蚀磨损性能.20 000周次腐蚀环境下的微动磨损试验结果表明,渗镀的Mo-N改性层显著提高了Ti6Al4V合金的抗腐蚀磨损能力.电化学噪音测量结果证明,Mo-N改性层削弱了Ti6Al4V合金腐蚀和磨损相互耦合增幅的作用.     

(Zr_(0.55)Cu_(0.30)Al_(0.10)Ni_(0.05))_(99)Y_1非晶合金的腐蚀行为

通过浸泡法和动电位极化法研究了锆基非晶合金(Zr_(0.55)Cu_(0.30)Al_(0.10)Ni_(0.05))_(99)Y_1的腐蚀行为。试样在3.5%的NaCl溶液中浸泡49h后肉眼观察到点蚀,在1mol/L的H_2SO_4和1mol/L的NaOH溶液中浸泡434.5h后肉眼未观察到明显腐蚀。在3种腐蚀介质中的动电位极化曲线均显示了钝化区,耐腐蚀性较好。在3.5%的NaCl溶液中自腐蚀电位最低,为-0.323V_(SCE),腐蚀电流密度最高,为7.6×10~(-5 )A/cm~2,钝化区范围最窄,为0.438V,耐腐蚀性最差。其次是在1mol/L的NaOH溶液中,在1mol/L的H_2SO_4溶液中耐腐蚀性最好。     

Y_2O_3含量对Ni-5Al与Ni-10Al合金在1100℃下抗氧化性能的影响

采用粉末冶金技术制备了不同Y_2O_3含量的Ni-5Al和Ni-10Al合金,并在1100℃下对合金进行100 h循环氧化实验。研究了Y_2O_3含量对Ni-Al合金高温抗氧性能的影响。结果表明:添加Y_2O_3会促进Ni-5Al合金中NiO的生成,随着Y_2O_3含量的增加,NiO的生长速度加快,晶粒变大,使Ni-5Al合金高温抗氧化性能随Y_2O_3含量的增加逐渐降低。在Ni-10A合金中,Y_2O_3的添加会促进Al2O3的择优生长,增强氧化膜与基体的粘附性,提高合金的高温抗氧化性能,最优添加值为0.6wt%。Ni-10Al-x Y_2O_3合金的高温抗氧化性能明显优于Ni-5Al-x Y_2O_3(wt%,x分别为0,0.2,0.6,1.0)合金的。     

Al-Mg-Sn基阳极材料在含ZnO碱性溶液中的电化学性能研究

研究了Al-0.5Mg-0.1Sn-0.1Si-0.02In (质量分数,%) 合金作为铝空气电池的阳极材料,在2 mol/L NaCl,4 mol/L NaOH,4 mol/L NaOH-0.2 mol/L ZnO,7 mol/L KOH 和 7 mol/L KOH-0.2 mol/L ZnO溶液中的腐蚀行为及电化学性能。结果表明,该合金在4 mol/L NaOH-0.2 mol/L ZnO和7 mol/L KOH-0.2 mol/L ZnO溶液中具有较好的综合电化学性能。该合金在2 mol/L NaCl,4 mol/L NaOH及7 mol/L KOH溶液中的溶解由电荷转移步骤控制,在4 mol/L NaOH-0.2 mol/L ZnO和7 mol/L KOH-0.2 mol/L ZnO溶液中的溶解由电荷转移及质量转移混合控制。相比于Zn在7 mol/L KOH溶液中的电化学性能,以该合金作为阳极材料,以4 mol/L NaOH-0.2 mol/L ZnO或7 mol/L KOH-0.2 mol/L ZnO溶液作为电解液的铝空气电池是可行的。     

Zr-Al-Co-Y非晶合金的腐蚀行为研究

采用真空单辊甩带法制备出成分为(Zr_(56)Al_(16)Co_(28))_(96)Y_4的合金试样,利用X射线衍射﹑电化学极化曲线和扫描电镜研究了该合金分别在1mol/L HCl、1mol/L NaOH、3%NaCl溶液中的腐蚀行为。结果表明,该合金具有明显优于1Cr18Ni9Ti的耐腐蚀性。     

正交法研究添加Y2O3对Ti-6Al-4V合金组织与性能的影响

采用正交实验方法,应用放电等离子烧结(SPS)技术制备出Y_2O_3含量分别为0.2%、0.6%、0.8%的Ti-6Al-4V合金,探究烧结温度、烧结压力、Y_2O_3含量和保压时间对Ti-6Al-4V合金显微组织、烧结密度和力学性能的影响,优化烧结工艺。结果表明,烧结温度对烧结密度的影响最大,接下来依次为烧结压力、Y_2O_3含量、保压时间;烧结温度对力学性能的影响最大,接下来依次为Y_2O_3含量、烧结压力、保压时间。当烧结温度1 200℃、烧结压力50 MPa、保压时间5 min、Y_2O_3含量0.6%,烧结样的密度和压缩强度高,分别达到4.413 8 g/cm~3、1 881.4 MPa,相比未添加Y_2O_3的Ti-6Al-4V合金,其压缩强度提高15.7%。     

γ-TiAl合金表面Al_2O_3/Al复合涂层的抗高温熔盐腐蚀性能（英文）

采用磁控溅射技术于γ-TiAl合金表面制备Al_2O_3/Al复合涂层。在850℃下、100%(质量分数)Na_2SO_4熔盐中观测Al_2O_3/Al复合涂层的高温腐蚀行为。结果表明,Al_2O_3/Al复合涂层具备由Al_2O_3表层、富Al中间层以及互扩散层组成的梯度结构,因而有效地提高了基体γ-TiAl合金的抗高温腐蚀性能。在腐蚀实验后,涂层试样表面相结构为Al_2O_3、TiO_2和TiAl_3。致密的Al_2O_3/Al复合涂层有效地抑制了O~(2-)、S~(2-)和Na~+对基体γ-TiAl合金的侵蚀。并且,Al_2O_3/Al复合涂层的梯度结构亦使其表现出了优异的抗开裂和抗剥落性能。     

Fe41Co7Cr15Mo14C15B6Y2块体非晶合金在HCl溶液中的腐蚀行为

采用电化学极化曲线和电化学阻抗(EIS)测试方法研究Fe_(41)Co_7Cr_(15)Mo_(14)C_(15)B_6Y_2块体非晶合金在0.5,1,2以及4 mol/L HCl溶液中的腐蚀行为,并比较了1 mol/L HCl溶液中非晶合金和不锈钢的腐蚀行为.极化曲线测试结果表明,Fe_(41)Co_7Cr_(15)Mo_(14)C_(15)B_6Y_2块体非晶合金在各种浓度的HCl溶液中都具有很好的耐蚀性,阳极极化曲线表现出明显的钝化特征.随着HCl溶液浓度的增大,其耐蚀性能逐渐下降.在1 mol/L HCl溶液中,非晶合金的自腐蚀电位高于不锈钢,自腐蚀电流密度比不锈钢小1个数量级.EIS结果显示,在开路电位下,Fe_(41)Co_7Cr_(15)Mo_(14)C_(15)B_6Y_2非晶合金和不锈钢的Nyquist图均由单一的容抗弧构成,但非晶合金的电化学转移电阻Rt比不锈钢的大2个数量级,这一结果与极化曲线结果一致,说明非晶合金在HCl溶液中的耐蚀性能优于不锈钢.     

快速凝固Al—Ti—Fe系合金的组织演化

采用单辊旋铸技术制备Al-2.5Ti-2.5Fe,Al2.5Ti-2.5Fe-2.5V和Al-2.5Ti-2.5Fe-2.5Cr(at%，下同）合金薄带，利用X射线衍射（XRD）和透射电镜（TEM）分析了这些合金的急冷态和退火态组织。结果表明：快速凝固Al-2.5Ti-2.5Fe合金急冷态组织中存在Al3Ti和Al5Ti2两种初生相，快凝合金经400℃退火10h后，组织中出现了Al13Fe4相，在450℃退火，组织中析出了弥散Al3Ti相；快速凝固Al-2.5Ti-2.5Fe-2.5V合金急冷态组织中存在Al11V相和Al80V20相，400℃退火10h后，初生Al11V相转变为Al80V20相，且固溶在α-Al基体中的Ti,Fe以Al23Ti9相和Al13Fe4相的形式析出；快速凝固Al-2.5Ti-2.5Fe-2.5Cr合金急冷态组织中存在Al3Ti和Al13Cr2两种初生相，快凝合金经300℃退火10h后，组织中析出了Al13Cr2和Al3Ti两种弥散相，400℃退火10h时后组织中出现了Al13Fe4相。