AZ31镁合金在海洋大气环境中的腐蚀行为

通过室外大气暴露试验,研究了AZ31镁合金在万宁和青岛2个海洋大气环境试验站点1～5年的腐蚀规律,用失重法测定了腐蚀速率,并用SEM和XRD分析了5年后表面腐蚀形貌和腐蚀产物的组成。研究表明,AZ31镁合金暴露在海洋大气环境5年后的腐蚀动力学符合幂函数规律,万宁站的腐蚀速率高于青岛站,且腐蚀速率都随暴露时间的延长而降低,但青岛站腐蚀速率降低幅度更大,腐蚀产物膜对基体保护作用较万宁站强;AZ31镁合金暴露在万宁站和青岛站5年后的腐蚀速率分别为37.6和13.5μm·a-1,腐蚀产物以MgCl2,MgCO3,MgSO3,MgSO4,Mg5(CO3)4(OH)2·8H2O和Mg2(OH)3Cl·4H2O为主;AZ31镁合金在海洋大气环境中不耐腐蚀,表面布满点蚀坑,相对湿度对镁合金较长周期的腐蚀有显著影响。     

时效制度对7B04高强铝合金力学及腐蚀性能的影响

采用常规力学性能、标准紧凑拉伸、电导率、慢应变速率拉伸(SSRT)及剥落腐蚀测试等手段,研究了不同热处理状态下7B04铝合金预拉伸板的力学及腐蚀性能。结果表明,合金的强度、韧性和腐蚀性能与时效制度密切相关。单级峰时效(T6)状态下合金的强度最高,但是其抗应力腐蚀(SCC)性能及断裂韧性最低;双级过时效(T74和T73)状态下材料的断裂韧性和抗SCC性能明显提高,但是其强度牺牲较多;与T6相比,RRA时效处理可明显提高合金的抗SCC性能,且强度牺牲较少,仅下降2%左右,同时断裂韧性也有一定提高。     

时效制度对7804高强铝合金力学及腐蚀性能的影响

采用常规力学性能、标准紧凑拉伸、电导率、慢应变速率拉伸（SSRT）及剥落腐蚀测试等手段,研究了不同热处理状态下7804铝合金预拉伸板的力学及腐蚀性能。结果表明,合金的强度、韧性和腐蚀性能与时效制度密切相关。单级峰时效（T6）状态下合金的强度最高,但是其抗应力腐蚀（SCC）性能及断裂韧性最低;双级过时效（T74和T73）状态下材料的断裂韧性和抗SCC性能明显提高,但是其强度牺牲较多;与T6相比,RRA时效处理可明显提高合金的抗SCC性能,且强度牺牲较少,仅下降2％左右,同时断裂韧性也有一定提高。     

时效制度对2A97铝锂合金腐蚀行为和微观组织的影响

通过拉伸性能测试、晶间腐蚀(IGC)和剥落腐蚀实验(EXCO)以及透射电镜(TEM)观察,研究时效制度对2A97铝锂合金力学性能、晶间腐蚀行为、剥落腐蚀行为和微观组织的影响.结果表明:135℃/36 h+175℃的双级时效比135℃的单级时效更有利于提高2A97铝锂合金的力学性能和耐腐蚀性能;随着175℃下的第二级时效...     

阴离子介质对WC-10Co合金电化学腐蚀行为的影响

研究了WC-10Co合金在浓度分别为0.05 mol/L和0.1 mol/L的Na Cl、Na NO3以及Na2SO4等3种阴离子介质中的电化学腐蚀行为。采用电化学阻抗谱(EIS)和动电位极化曲线2种方法研究合金的电化学腐蚀行为,通过传质电阻R和自腐蚀电流密度Icorr2个动力学参数对阴离子介质及其浓度对合金的腐蚀性进行比较。通过合金腐蚀表面扫描电镜观察,结合合金在3种介质中EIS对应的等效电路图对腐蚀机理进行分析。结果表明,Na NO3介质对合金的腐蚀性最弱,Na2SO4介质对合金的腐蚀性最强;3种介质对合金的腐蚀性随其浓度增加而增强;合金在Na2SO4介质中的腐蚀机理较在其他2种介质中相对复杂。     

稀土对Cu-Ni-Al合金耐冲刷腐蚀性能的影响

在冲蚀试验机上模拟了耐蚀Cu-Ni-Al合金在人工海水冲刷作用下的腐蚀情况,分析了不同冲刷时间、不同海水流速下Cu-Ni-Al合金的腐蚀行为,重点研究了稀土元素对Cu-Ni-Al合金耐海水冲刷腐蚀性能的影响.结果表明,冲刷腐蚀96 h以前,腐蚀速率随着时间延长逐渐降低,96 h以后趋于稳定;海水流速对合金的腐蚀速率影响较大,5.0 m/s流速下合金腐蚀速率比1.5 m/s流速下高;相同冲刷时间和海水流速下,添加稀土后的合金腐蚀速率明显低于不添加稀土元素;1.5 m/s流速下冲刷168 h,稀土含量(质量分数)0.014 6%和0.035 2%的合金比不加稀土的合金腐蚀速率分别降低了2%和5%,在5.0 m/s流速下冲刷168 h后腐蚀速率分别降低了4%和43%;稀土添加后合金在腐蚀过程中表面钝化加快,合金的腐蚀速率降低较快,合金钝化膜质量更好.     

表面喷丸处理对SSM319s铝合金耐盐雾腐蚀性能的影响

采用标准中性盐雾腐蚀实验对表面喷丸处理前后两种状态的半固态触变压铸成形(semi-solid molding,SSM)319s铝合金片状试样在中性Na Cl盐雾介质中的耐腐蚀性能进行了测试。采用微距数码相机记录了盐雾腐蚀不同时间后的表面颜色变化和宏观腐蚀产物形貌,通过称重法监测了腐蚀增(减)重和去除腐蚀产物后的平均腐蚀失重随时间的变化规律,并利用扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)对腐蚀表面微观形貌、腐蚀产物种类和去除表面腐蚀产物后的表面形态和点蚀程度进行了表征和分析。测试研究表明,表面喷丸处理能够明显降低SSM319s铝合金在盐雾气氛中的平均腐蚀失重,经过表面喷丸处理的样品平均腐蚀失重减小50%以上。能谱分析证实表面均匀腐蚀产物主要以Al2O3为主,而点蚀坑内的腐蚀产物为Al2O3和Mg Cl2的混合物。喷丸处理能强烈抑制点蚀坑缺陷的发生和扩展,其原因是喷丸表面形变效应对试样表层疏松、刮痕缺陷的弥合作用以及残余压应力对抗腐蚀性能的有益影响。     

AZ31镁合金及工业纯镁大气腐蚀行为研究

对AZ31镁合金和纯镁试样在大连地区海洋性气候中进行为期400 d的室外大气暴露实验,采用图像法计算腐蚀动力学方程,并分析了腐蚀产物的组成结构。结果表明,AZ31镁合金和纯镁试样进行为期400 d的大气暴露实验后,试样表面覆盖一层深灰色的腐蚀产物膜,试样表面腐蚀轻微的区域形成了一些孤立的"小岛","小岛"之间出现较深的蚀坑。AZ31和纯镁试样腐蚀面积分别占各自总面积的42.3%和65.0%。大气暴露实验后的AZ31试样腐蚀产物主要由MgO,Mg(OH)2,Al(OH)3,Al2O3以及Mg和Al元素的碳酸盐、硫酸盐和氯化物所组成。采用图像法统计计算的AZ31镁合金和纯镁试样腐蚀动力学遵循指数关系,H=C×tn。动力学方程分别为:HAZ31=0.403×t0.653,HP Mg=0.549×t0.665。暴露400 d后的AZ31和纯镁试样的腐蚀深度分别为20.2和29.3μm,后者是前者的1.45倍。     

含钇银合金硫化腐蚀行为的研究及其对力学性能的影响

采用扫描电镜、能谱分析和电子力学性能等测试分析手段,研究了添加钇的银合金在常温下浸泡在0.1 mol·L-1Na2S溶液中的硫化腐蚀行为及其对合金力学性能的影响.研究表明,添加钇的银合金腐蚀层分为两层,外层为氧化层,以Cu2O为主,内层为硫化层,以Cu2S为主.添加钇的银合金在常温,16 d腐蚀预处理后,室温拉伸性能与未腐蚀的银合金相比,抗拉强度提高到275 MPa,延伸率基本保持不变.     

时效制度对喷射成形7055铝合金抗应力腐蚀性能的影响

对喷射成形7055铝合金分别进行T6时效和双级时效处理,然后在空气和3.5%NaCl溶液中进行慢应变速率拉伸实验,测定时效处理后合金的电导率,用扫描电镜观察合金的断口形貌。研究7055铝合金在T6及3种不同双级时效态下在空气和3.5%NaCl溶液中的应力腐蚀开裂行为。结果表明:7055铝合金只在一定的应变速率下应力腐蚀敏感性明显;相同时效制度下,4种应变速率(1.3×10 6,0.8×10 6,0.5×10 6和0.2×10 6s 1)中,应变速率为0.5×10 6s 1时应力腐蚀敏感性大;T6态合金的抗应力腐蚀性能最差,二级时效时间达到15 h后合金对应力腐蚀不敏感;应变速率为0.5×10 6s 1时,喷射成形7055铝合金的应力腐蚀断口的断裂方式为准解理断裂,在惰性介质中慢应变速率拉伸断口断裂方式为韧窝断口。     

时效制度对6013铝合金挤压型材屈强比的影响

以挤压态的6013铝合金为研究对象,通过显微硬度测试、单向拉伸实验和组织分析,研究了自然时效、人工时效和回归再时效处理时合金的力学性能变化规律。结果表明:自然时效峰值状态（16 d）的抗拉强度为286 MPa,屈服强度为158 MPa,屈强比为0.54,适合塑性成形;将自然时效峰值状态下的试样进行回归再时效处理（210 °C回归0.5 h+170 °C峰值时效2 h）,抗拉强度为362 MPa,屈服强度为336 MPa,屈强比达到0.92,抗塑性变形能力显著增强。这是因为回归再时效后析出相的尺寸减小,数密度显著增大,析出强化效果显著增强。而析出强化对屈服强度和抗拉强度的影响程度不同,因此可通过时效热处理来调控屈强比,即通过自然峰值时效提高合金的塑性变形性能以成形零件,而在零件成形后采用回归再时效提高其抗变形能力。      

Investigation of the electrochemical corrosion properties of high-energy milled Ti6Al4V alloy in simulated body fluid environment

In this study, the electrochemical corrosion properties of high-energy milled Ti6Al4V alloy are investigated. The Ti6Al4V alloy is produced by high-energy milling at different milling times in mechanical milling device as 15–120?min. Produced alloy powders are cold-pressed under 620?MPa pressure and sintered at 1300°C temperature and characterised by scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction, hardness and density measurements. Corrosion tests are conducted in simulated body fluid at 37°C body temperature. Results showed that the average particle size of the powder is reduced, and the hardness of the alloy is increased with the increasing milling time. It is determined that the corrosion properties of the alloys change by the high-energy milling time, and the corrosion rate increases by the decreasing particle size of the powder. SEM examination of the corroded surfaces after potentiodynamic polarisation tests revealed that pitting formation tendency of the alloys on the alloy surface increases by the increasing high-energy milling time.     

Comparison of Crevice Corrosion of Fe-Based Amorphous Metal and Crystalline Ni-Cr-Mo Alloy

The crevice corrosion behaviors of an Fe-based bulk metallic glass alloy (SAM1651) and a Ni-Cr-Mo crystalline alloy (C-22) were studied in 4M NaCl solution at 100 °C with cyclic potentiodynamic polarization and constant-potential tests. The corrosion damage morphologies, corrosion products, and the compositions of corroded surfaces of these two alloys were studied with optical three-dimensional reconstruction, scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive spectroscopy (EDS), and Auger electron spectroscopy (AES). It was found that the Fe-based bulk metallic glass (amorphous alloy) SAM1651 had a more positive breakdown potential and repassivation potential than crystalline alloy C-22 in cyclic potentiodynamic polarization tests and required a more positive oxidizing potential to initiate crevice corrosion in constant-potential tests. Once crevice corrosion initiated, the corrosion propagation of C-22 was more localized near the crevice border compared to SAM1651, and SAM1651 repassivated more readily than C-22. The EDS results indicated that the corrosion products of both alloys contained a high amount of O and were enriched in Mo and Cr. The AES results indicated that a Cr-rich oxide passive film was formed on the surfaces of both alloys, and both alloys corroded congruently in the crevice corrosion damage areas. This article is based on a presentation given in the symposium entitled “Iron-Based Amorphous Metals: An Important Family of High-Performance Corrosion-Resistant Materials,” which occurred during the MSandT meeting, September 16–20, 2007, in Detroit, Michigan, under the auspices of The American Ceramics Society (ACerS), The Association for Iron and Steel Technology (AIST), ASM International, and TMS.

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时效制度对工业规格喷射成形7055铝合金组织和性能的影响

采用全自动控制往复喷射成形工艺制备大规格7055铝合金锭坯。锭坯经热挤压和双级固溶处理后,在不同时效工艺条件下进行双时效处理,测定时效态合金的抗拉强度(σb)、屈服强度(σ0.2)、伸长率(δ)、硬度(HRB)和电导率(γ),并观察其微观组织,研究时效制度对合金组织和性能的影响,并与120℃/24 h单级时效的合金样品进行性能对比。结果表明,锭坯经120℃/24 h时效处理后获得最高强度,抗拉强度(σb)高达725 MPa,屈服强度(σ0.2)为685 MPa,伸长率(δ)10.0%,硬度为96 HRB,电导率为30%IACS;双级时效后获得较好的塑性和抗应力腐蚀能力,但强度较低,且随着二级时效温度升高和时效时间延长,合金强度下降,伸长率增加,电导率提高。通过对正交实验结果进行分析,确定最佳双级时效处理工艺为:120℃/8 h+170℃/8 h,其综合性能最佳,σb、σ0.2和δ分别达到659 MPa、630 MPa和11.7%,硬度和电导率分别为95 HRB和39%IACS。与单级时效处理相比,电导率提高30%,抗应力腐蚀性能显著改善。     

Mg-5Gd-3Y-0.8Zr合金的微观组织及耐NaCl溶液腐蚀性能研究

系统研究了Mg-5Gd-3Y-0.8Zr合金的微观组织和耐蚀性能,通过静态失重法测定了其在NaCl溶液中的腐蚀速率。结果表明:铸态合金主要由基体α-Mg和方块状β相(Mg_5Gd、Mg_(24)Y_5)组成,时效处理后分布在晶界处的共晶β相数量明显增加;在NaCl溶液中腐蚀12 h以后镁合金的腐蚀速率明显增加,在3.5%Na Cl(质量分数)溶液中腐蚀24 h后,镁合金已被严重腐蚀,表面布满腐蚀坑和未脱落的白色腐蚀产物;镁合金易产生沿晶腐蚀,方块状共晶β相颗粒可有效阻止表面腐蚀沿晶界向镁合金内部扩展,从而提高镁合金的耐蚀性。     

锌元素对钎焊态3003铝合金显微组织与性能的影响

研究了Zn含量对经过模拟钎焊处理的3003铝合金显微组织、力学性能和电化学性能的影响规律.透射电镜(TEM)结果表明:Zn合金化对合金微观组织尤其是析出相的形貌影响不明显,三种合金的析出相均为较规则的近球形颗粒,Zn含量增大会使析出相的密度增大.用能谱分析仪(EDS)分析了含Zn铝合金的基体和析出相的成分,结果表明基体中含有Zn元素,而析出相中不合Zn元素,证明Zn主要是以固溶体的形式而非相的形式存在于合金中.拉伸试验结果表明:随着Zn含量的增加,合金的拉伸强度会略微提高,延伸率略微下降.用扫描电镜(SEM)对拉伸断口形貌进行了分析,结果表明合金的断裂形式为典型的韧性断裂.在0.5％NaC1溶液中的电化学实验结果表明,当合金中添加质量分数为1.5％的Zn元素,合金的腐蚀电位明显负移,这不利于合金的抗蚀性.随着Zn的质量分数从1.5％增加到1.8％,腐蚀电位变化较轻微,说明Zn含量的增加使合金的腐蚀电位向负方向移动,但是随着Zn含量的增加,这种影响越来越弱.同时,随着Zn含量的增加,腐蚀电流密度逐渐增大,说明Zn含量的增加使合金的抗腐蚀性能减弱.     

温度对3Cr钢在CO2-O2环境中腐蚀的影响

摘要：为了研究注多元热流体吞吐热力采油过程中温度对油套管钢的影响,利用高温高压电化学釜模拟注多元热流体采油工况,分别在60、100和100～60℃循环的温度条件下,对3Cr钢进行失重腐蚀挂片试验和电化学腐蚀试验,利用高温高压电化学釜得到了3Cr钢在模拟工况下的腐蚀速率和极化曲线,并利用SEM、XRD、EDS分析了腐蚀产物膜形貌和成分。结果表明,温度由60升高至100℃时,腐蚀速率由0.552增长至1.920mm/a,在100-60℃高-低温循环时,腐蚀速率进一步升高至4.292mm/a;60和100℃时,腐蚀产物均为单层膜结构,且存在点蚀坑;在100-60℃高 低温循环时,腐蚀产物为双层膜结构,且存在直径约为4μm的腐蚀坑。温度主要影响3Cr钢腐蚀产物膜的结构和点蚀的形态,60和100℃时,点蚀坑内的聚集的Cl-离子使点蚀向纵深处发展,在100.60℃高 低温循环时,溶液中的O2促进了点蚀的横向发展,而腐蚀坑底部富集的Cr将阻碍点蚀的纵向发展。注多元热流体热力采油过程应充分考虑温度变化对3Cr钢腐蚀的影响,同时也要考虑温度变化引起3Cr钢点蚀的敏感性。     

时效对Al?2Li二元合金钝化膜耐蚀性及结构的影响

Al?Li合金具有低密度、高强韧性和低的腐蚀疲劳扩展速率的优点,在航空领域有着广泛应用。Al₃Li（δ′）相是Al?Li合金中主要强化相之一,因含有活性元素Li对该合金的腐蚀行为产生显著影响。为明确δ′相在Al?Li合金电化学腐蚀中的作用,真空熔炼制备Al?2Li二元合金,固溶后进行180 ℃等温时效,用X射线衍射（XRD）检测合金的相组成。在质量分数为3.5% 的NaCl水溶液中,用动电位极化的方法测量了该合金的极化曲线。?0.85 V vs SCE钝化电位下形成钝化膜后,用电化学阻抗（EIS）检验钝化膜的耐蚀性;用恒电位阳极极化和Mott?Schottky（M?S）曲线对该合金钝化膜的结构进行分析。结果表明,Al?2Li合金的自腐蚀电位随时效时间增加先正移后负移;固溶和时效合金钝化膜的EIS都由两个容抗弧组成,时效未改变钝化膜的腐蚀机制;钝化膜耐蚀性由高到低的顺序为:时效20 h>固溶>时效40 h>时效1 h,且耐蚀性与其致密性及膜内的载流子密度有关。      

Effect of cerium and lanthanum additives on plasma electrolytic oxidation of AZ31 magnesium alloy

Plasma electrolytic oxidation（PEO） coatings on AZ31 magnesium（Mg） alloy were developed using the aqueous solution with alkaline silicate and sodium hydroxide as a base electrolyte system.The effects of cerium（Ce） nitrate and lanthanum（La） nitrate additives on the voltage response,microstructure,compositions and corrosion resistance of PEO coatings were investigated by scanning electron microscopy（SEM）,energy-dispersive spectrum（EDS）,X-ray diffraction（XRD） and potentiodynamic polarization tests,etc.The results showed that Ce and La additives increased the stable voltage and compactness of the PEO coatings,while,those did not change the compositions of the PEO coatings.The corrosion resistance of the PEO coating obtained in solutions with La nitrate of 0.1 g/L was the best,followed by that with Ce nitrate of 0.1 g/L and that without additives.     

Al-4.9Zn-1.6Mg-0.4Mn-0.1Zr-xEr合金时效行为研究

采用金相(OM)、透射电镜(TEM)及能谱分析(EDS)、硬度测试的方法研究了单级与双级时效热处理制度对Al-4.9Zn-1.6Mg-0.4Mn-0.1Zr-xEr合金板材硬度和显微组织的影响.结果表明,添加Er元素后合金中形成了纳米级的A13(Zr,Er)相,可以强烈地钉扎位错,细化再结晶晶粒.无论单级时效还是双级时效,Er元素的添加均可以提高合金的硬度,加快合金的时效硬化速率,使合金达到硬度峰值的时间缩短,但Er含量对提高合金硬度的影响不大.同时,晶界处出现的第二相颗粒析出带得到消除,合金中存在明显的沉淀无析出带.此外,Er元素可以促进Zn,Mg元素的固溶,而析出的A13(Zr,Er)颗粒又可以促进MgZn2相的析出.