Ni-Cr-Mo合金化HB500级耐磨钢耐腐蚀磨损性能研究

为提高腐蚀磨损条件下耐磨钢使用寿命,通过浸泡试验、磨损试验和腐蚀磨损试验以及微观组织表征方法,研究了Ni-Cr-Mo合金化HB500级耐磨钢的耐腐蚀性能、耐磨损性能、耐腐蚀磨损性能以及表面特征,并探讨了腐蚀与磨损相互作用机理。结果显示,纯腐蚀、纯磨损以及腐蚀与磨损交互作用分别占腐蚀磨损总量的0.2%、82.9%、16.9%,表明在腐蚀条件下磨损性能恶化,磨损过程中材料表层状态发生变化使腐蚀与磨损相互促进,是产生腐蚀与磨损交互作用的主要原因,降低腐蚀与磨损的交互作用,有利于提高耐腐蚀磨损性能。     

复合锻造提高6061铝合金汽车转向节耐磨和耐蚀性能

分别采用常规锻造和复合锻造制备了6061铝合金汽车转向节用制品试样,并对试样进行了室温和300℃高温条件下耐磨损性能以及中性盐雾条件下耐腐蚀性能的测试与分析。结果表明,复合锻造可以显著提高试样的耐磨损性能和耐腐蚀性能。与常规锻造相比,复合锻造试样在室温和300℃高温条件下的磨损体积分别减小32%、56%,96 h盐雾腐蚀试验后的质量损失率下降了1.59%。     

耐磨钢HNM450与HARDOX450耐腐蚀磨损性能对比

在实验室模拟了磨煤机实际服役工况,对比研究了HNM450耐磨钢与HARDOX450耐磨钢在磨煤机服役工况下的耐腐蚀磨损性能。在200 ℃高温、弱酸性(pH=5)或弱碱性(pH=9)且潮湿的环境中,河钢HNM450耐磨钢的耐腐蚀磨损性能均优于HARDOX450耐磨钢。同时,河钢HNM450耐磨钢和HARDOX450耐磨钢在弱碱性(PH=9)介质中耐腐蚀磨损性能均优于其在弱酸性(pH=5)介质中。     

NiCrBSiMo激光熔覆层腐蚀磨损交互作用的定量分析

采用CO2激光器在45CrNi钢表面制备了5种不同钼含量的镍基合金激光熔覆层,借助球盘式摩擦磨损试验机对NiCrBSiMo激光熔覆层的腐蚀磨损性能进行了测试并对腐蚀磨损的交互作用进行了定量分析.结果表明,镍基合金中加入钼,可以提高熔覆层的腐蚀磨损性能.熔覆层因腐蚀磨损导致的材料失重主要归因于纯磨损和腐蚀磨损的交互作用.交互作用引起的失重约占总失重的24%～56%,纯腐蚀引起的失重可忽略不计.腐蚀磨损中的磨损失重是纯磨损失重的1.3～2.3倍,磨损增量超过交互作用总量的99%;腐蚀磨损中的腐蚀失重是静态腐蚀失重的1.4～2.7倍,但其量很小.     

钨和H13钢的耐铝液腐蚀-磨损性能与机理EI北大核心CSCD

通过铝液中的静态腐蚀,高温下的摩擦磨损和铝液中的腐蚀-磨损试验,对钨和H13钢的耐铝液腐蚀-磨损性能和机理进行研究。结果表明:钨在铝液中的平均腐蚀速率约为H13钢的1/14,在高温下的摩擦磨损性能与H13钢的相当,在腐蚀-磨损条件下钨的材料损失率仅约为H13钢的1/24,远远优于H13钢的耐铝液腐蚀-磨损性能。在腐蚀-磨损过程中,试验材料均发生了磨粒磨损,而钨的腐蚀-磨损表面生成的产物起到了很好的保护基体材料的作用。腐蚀和磨损的交互作用是造成试验材料在腐蚀-磨损条件下材料损失急剧增大的主要原因。     

三种不锈钢在含硫酸的水砂介质中的耐腐蚀磨损性能

利用自行设计的腐蚀磨损试验装置研究了三种不锈钢在不同固液比、硫酸浓度和线速度的条件下的耐腐蚀磨损性能；结果表明，在低硫酸浓度、高固液比和高线速度的条件下，沉淀硬化马氏体不锈钢具有良好的耐腐蚀磨损性能：而在腐蚀性较强、线速度较大的条件下，双相不锈钢的耐腐蚀磨损性能优于沉淀硬化马氏体不锈钢和奥氏体不锈钢；第二相强化奥氏体不锈钢在腐蚀性较强、耐磨性较弱的环境中耐腐蚀磨损性能较好。     

含铟水利机械钻杆材料的热处理工艺优化

采用不同的热处理工艺对含铟水利机械钻杆材料试样进行了热处理,并进行了耐磨损性能和耐腐蚀性能的测试与分析。结果表明:在试验条件下,随淬火温度从800℃升高到880℃或回火温度从510℃升高到590℃,试样的耐磨损性能和耐腐蚀性能均先提高后下降。与800℃相比,860℃淬火试样的磨损体积减小40.7%,腐蚀电位正移192 m V。与510℃相比,570℃回火试样的磨损体积减小40%,腐蚀电位正移151 m V。试样的淬火温度优选为860℃,回火温度优选为570℃。     

镍基合金断弧脉冲氩弧焊堆焊层组织及腐蚀磨损性能

采用断弧脉冲氩弧焊技术,在38Cr Si钢表面堆焊ERNi Cr-3镍基合金,表征了堆焊层显微组织与相结构,通过人工海水腐蚀环境下的腐蚀磨损试验,测定了电位随时间变化曲线以及腐蚀磨损各分量数值,探讨了涂层表面腐蚀磨损性能以及腐蚀与磨损间的交互作用。结果表明:堆焊层表面呈细小的柱状晶奥氏体组织,热影响区与熔合区的宽度分别约150和200μm,说明基于"一脉一弧"新型电弧特性的断弧脉冲氩弧焊技术,能够实现较小热影响区的冶金结合。镍基合金堆焊层腐蚀与磨损之间,磨损促进腐蚀量为腐蚀磨损交互作用失重的0.12%,说明磨损对腐蚀的促进作用很小;腐蚀促进磨损量占磨损分量的34.88%,说明腐蚀对磨损的促进作用较大。镍基合金堆焊层腐蚀磨损试验的电位随时间呈上升趋势,说明钝化膜破损后的再形成能力提高了其在人工海水中的耐腐蚀磨损性能。镍基合金堆焊层表层金属脆性剥离区域有明显的Cl和O元素分布,说明氯脆是导致堆焊层腐蚀磨损的重要原因之一。     

退火对310S奥氏体不锈钢组织和腐蚀磨损性能的影响

研究了不同时间退火后的AISI 310S不锈钢在0.5 mol/L H_2SO_4酸性环境中的腐蚀磨损行为。采用CHI760B型电化学工作站、UMT-2微摩擦磨损试验机及扫描电镜(SEM)等研究了退火时间对试样的组织以及腐蚀磨损性能的影响。结果表明,奥氏体不锈钢晶界析出物随着退火时间的延长而增多;在酸腐蚀磨损环境下,50h退火后的试样耐腐蚀磨损性能最好;在纯磨损环境下,试样耐磨损性能随退火时间延长而升高。     

低合金高强度耐磨钢的冲蚀磨损性能研究

研究了3种低合金高强度耐磨钢(NM400、NM500和高碳钢65Mn)淬火后组织、性能和析出物情况,以及在不同角度和压力下的冲蚀磨损性能和磨损机理。结果表明:3种耐磨钢的组织均为马氏体,其中NM400和NM500为板条马氏体组织,而高碳钢65Mn则主要为片状马氏体组织。冲蚀磨损试验表明:在较小的冲蚀角度下,3种耐磨钢的冲蚀磨损性能主要与材料的硬度有关,但是在较大的冲蚀角度下,3种耐磨钢的冲蚀磨损性能除了与硬度有一定关系外,还与材料的塑韧性有较大关系。     

动态与静态纯腐蚀对定量研究材料冲刷腐蚀交互作用的影响

分别测定了不锈钢和碳钢静态与动态纯腐蚀失重率、冲刷腐蚀失重及其电化学行为。研究了静态与动态纯腐蚀失重率对材料冲刷腐蚀交互作用失重率的影响。实验表明：（1）动态纯腐蚀比静态纯腐蚀更能反映材料在液固两相流中冲刷腐蚀交互作用的本质；（2）本实验条件下。T8钢动态纯腐蚀失重率是静态纯腐蚀失重率的2倍以上。18－8不锈钢动态纯腐蚀失重率竟是静态纯腐蚀失重率200倍以上、静态交互作用失重是动态交互作用失重率的2倍以上。可见静态与动态纯腐蚀对定量研究材料冲刷腐蚀交互作用会产生很大的差异；（3）在腐蚀性浆料中，首先要保证材料具有一定的耐蚀性。其次再考虑提高材料的硬度和耐磨性。这样才能有效地提高材料的耐冲刷腐蚀性能。对不同的工况，必须同时兼顾材料的耐蚀性和耐磨性。     

磨蚀试验装置研制及疏浚管用钢耐磨蚀评价

设计了一种旋转型腐蚀磨损试验装置，并采用锌棒抑制磨蚀过程中腐蚀的发生，可以测量磨蚀过程中纯磨损和纯腐蚀失重。试验结果显示，该装置运行稳定，试验数据可靠。利用此装置对比评价了不同材料在模拟海水疏浚工况条件下的耐磨蚀性能，结果与疏浚现场磨蚀对比数据一致，表明该试验装置能够准确评价材料在疏浚过程中的耐磨蚀性能，为疏浚作业中耐磨蚀材料的选择提供了依据。     

超音速火焰喷涂Cr3C2-NiCr涂层在NaOH 溶液中的腐蚀及冲蚀腐蚀磨损性能

目的 分析超音速火焰喷涂制备的Cr3C2-NiCr涂层在碱性环境中的腐蚀及冲蚀腐蚀磨损性能,揭示涂层腐蚀及冲蚀腐蚀磨损失效机制。方法 利用超音速火焰喷涂技术在45#钢表面制备Cr3C2-NiCr金属陶瓷涂层,采用光学显微镜、显微硬度仪、碱性环境腐蚀性能试验台、电化学分析仪、冲蚀腐蚀磨损试验机、电子天平、扫描电子显微镜,分别对组织结构、显微硬度、碱性环境下耐蚀性能、耐冲蚀腐蚀磨损性能、冲蚀腐蚀磨损损失质量及表面形貌进行测试。结果 Cr3C2-NiCr涂层呈典型层状结构,内部随机分布着孔隙及氧化物,涂层孔隙率及显微硬度平均值分别为1.3%和817HV0.1。在pH=11的NaOH溶液中,涂层的电化学腐蚀电位为-0.38 V,腐蚀反应生成的氧化物可有效阻止腐蚀继续进行,长期浸泡过程中,腐蚀介质通过裂纹或穿透性孔隙渗入涂层内部直至基体表面,并发生腐蚀反应,形成的腐蚀产物逐渐累积并排出至涂层表面,最终形成体积较大且呈团絮状的腐蚀产物。在碱性腐蚀环境下,腐蚀介质加剧冲蚀磨损中的材料消耗。相同条件下,涂层腐蚀冲蚀磨损损失质量明显小于基体材料,涂层的冲蚀腐蚀磨损失效机制主要有腐蚀产物脱落、硬质颗粒剥落、粘结相磨耗、缺陷处因疲劳裂纹整体脱落。结论 在碱性环境中,Cr3C2-NiCr涂层具有较强的耐腐蚀性能,腐蚀介质能加快涂层冲蚀磨损进程,磨损后表面为非光滑表面,使涂层具有较优的抗冲蚀磨损性能,故Cr3C2-NiCr涂层可显著改善基体表面的综合使用性能。     

Erosion-corrosion behavior and cathodic protection of alloys in seawater-sand slurries

An experimental study was conducted on the erosion-corrosion behavior of three alloys in seawater-sand slurries. The idea explored was to select a steel, a copper alloy, and a titanium alloy, which should have good resistance to abrasive wear because of high hardness (within their alloy classes). Then cathodic pro-tection would be used to protect them from corrosion. The alloys studied were 4340 steel, silicon bronze, and titanium alloy Ti-6V-4Al. Limiting conditions for cathodic protection were derived from electro-chemical polarization measurements. From erosion-corrosion tests, it was found that erosive wear by sand dominated the metal loss rates of both silicon bronze and Ti-6V-4Al. For the 4340 steel, which was the hardest material, cathodic protection provided good erosion-corrosion resistance. Supplementary measurements showed that ductility loss due to cathodically charged hydrogen in the 4340 steel was neg-ligible under the experimental conditions.     

冲刷与腐蚀的交互作用与耐冲刷腐蚀合金设计

通过旋转失重实验研究了两种σ相强化的候选材料Ｓ１,Ｓ２和作为对比的３１６Ｌ在１０％Ｈ２ＳＯ４＋１５％刚玉砂介质中的冲刷与腐蚀的交互作用规律及其与耐冲刷腐蚀合金设计的关系。结果表明,低含量,小尺寸的σ相对Ｓ１钢耐蚀性的影响不明显,仅能提高其低流速条件下的抗冲刷性能。相反,高含量大尺寸的σ相能显著提高Ｓ２钢在各种流速条件下的抗冲刷性,从而导致其交互作用和总失重率显著降低,尽管其耐蚀性相对很差,冲刷和腐     

两种涂层和两种钢在液/固两相流中冲刷与腐蚀的交互作用

用失重法和电化学法系统地研究了20钢基体、两种Ni基涂层(Ni60JH和Delelo50)以及对比材料lCrl8Ni9Ti不锈钢在液／固两相流(5％H2SO4 15％石英砂)中冲刷与腐蚀的交互作用．实验表明：(1)在冲刷速率为5—10m／s时，Ni60JH涂层的耐冲刷腐蚀性能比基体高8—15倍多，并优于1Crl8Ni9Ti不锈钢；DelelO50涂层的耐冲刷腐蚀性能比基体高3—5倍多．(2)随着冲刷速率的提高，4种材料的冲刷腐蚀交互作用失重率在冲刷腐蚀总失重率中所占比例显著增大，由低速时的45％增加到高速时的80％，从而使冲刷腐蚀交互作用失重率在冲刷腐蚀总失重率中占主导地位．(3)在纯腐蚀中，Ni60JH涂层和1Crl8Ni9Ti不锈钢以均匀腐蚀为主要特征，而DelelO50涂层和20钢以选择性腐蚀为主要特征．     

304不锈钢在人工海水环境中的腐蚀磨损行为研究

目的阐述304不锈钢在人工海水环境中的腐蚀磨损行为及其力-电化学耦合作用下的损伤机理,为海水服役环境中海洋装备的开发和利用提供理论支持。方法利用腐蚀磨损试验仪研究了304不锈钢在人工海水环境中的摩擦学性能和电化学性能及其交互作用下的腐蚀磨损行为,并利用扫描电镜、X射线衍射仪、激光共聚焦显微镜等仪器对磨痕表面进行表征与分析。结果在载荷作用下,304不锈钢的腐蚀电位从静态腐蚀的-0.310V变为-0.368V,腐蚀电流密度也增加了约1个数量级。阳极恒电位下,304不锈钢和Al_2O_3陶瓷球摩擦副的摩擦系数比阴极保护下的小。载荷为5N时,304不锈钢的腐蚀磨损率为0.195mm~3/d,其中,腐蚀加速磨损速率占68.7%;载荷为15N时,总磨损速率明显增加,其中,纯磨损率所占比例最大,为60.1%,此时腐蚀加速磨损速率占比为39.1%。结论 304不锈钢的腐蚀磨损行为是"机械去钝化-化学再钝化"的动态过程。腐蚀和磨损过程存在明显的交互作用。在磨损过程中,304不锈钢表面发生马氏体相变,通过电偶腐蚀进一步加强腐蚀作用;同时,腐蚀过程的反应产物使304不锈钢的耐磨性能下降。随着载荷的增加,对总腐蚀磨损速率贡献最大的由腐蚀加速磨损速率逐渐变为纯磨损率,载荷对304不锈钢的机械磨损影响更大。     

45钢表面激光熔覆Ni60-TiC 陶瓷涂层的耐磨耐蚀性能

柱塞抽油泵柱塞(45钢)长期工作在高摩擦、高腐蚀环境下,需要改善其工作表面的耐磨性及耐蚀性以提高其工作效率、延长使用寿命。采用激光熔覆技术在45钢表面熔覆Ni60-TiC混合粉末制备金属陶瓷涂层,对熔覆不同TiC含量(0%、10%、20%、30%,质量分数,下同)的涂层进行显微硬度测试、摩擦磨损试验及耐腐蚀试验,同时对涂层微观形貌进行表征。结果表明:涂层中加入TiC能有效改善涂层的耐磨耐蚀性能,提高涂层的硬度,降低摩擦系数。综合考虑柱塞抽油泵柱塞实际工作环境,涂层中TiC含量为20%-30%时涂层的耐磨性耐腐蚀性最好。     

超高分子量聚乙烯/石墨烯复合涂层制备及其在海洋装备防护中的应用

目的采用热喷涂技术制备涂层,通过材料选择和结构设计,有效延缓海水对金属基底的腐蚀和冲蚀,并抑制海洋材料表面生物污损等对海洋材料的严重破坏。方法采用高能球磨法制备了聚乙烯-石墨烯(UHMWPE-graphene)复合粉末,用火焰喷涂技术在E235B碳钢基底表面制备UHMWPE和UHMWPE-graphene复合涂层。通过扫描电子显微镜和透射电子显微镜对原始粉末和涂层微观组织进行表征,并通过摩擦磨损实验、电化学测试、生物污损检测,分别评价涂层耐海水冲刷性能、耐腐蚀性能以及抗生物污损特性。结果相对于碳钢和UHMWPE涂层,UHMWPE-graphene复合涂层的腐蚀电位提高和腐蚀电流减小,预示着样品的耐腐蚀特性增强。由于UHMWPE-graphene复合涂层呈现疏水性以及更低的表面能,使其表现出优异的抵抗海藻贴附的能力。添加石墨烯的复合涂层的摩擦系数和磨损率比纯UHMWPE涂层均有一定程度的降低。添加石墨烯质量分数为0.5%时,涂层的摩擦系数由0.236降低到0.195,且磨损率下降了约26%。结论利用火焰热喷涂技术在碳钢表面成功制备了组织致密的UHMWPE涂层、UHMWPE-0.2%graphene和UHMWPE-0.5%graphene复合涂层。石墨烯的添加,能够有效提高涂层在模拟海洋环境中的耐蚀性、抗生物污损性及耐磨性。