煤油助燃剂燃烧气氛对低碳钢表面氧化层的影响

目的为解决复杂火灾现场中助燃剂易污染、氧化、难寻找等问题,通过对低碳钢在煤油燃烧环境气氛中氧化行为的研究,得出其表面氧化层特点及与火场助燃剂之间的关系,以期为火场物证检验提供一种新的途径。方法使用模拟装置获得煤油燃烧气氛,并在不同温度下对其中的低碳钢进行氧化。采用原子力显微镜(AFM)和扫描电子显微镜(SEM)分析氧化层的形貌,用SEM自带的能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)分析氧化层的相组成,用精密分析天平研究试样的氧化动力学。结果火场中的燃油燃烧气氛促进了低碳钢氧化层的形成,并且氧化层中没有检测到FeO相。每组氧化时间下的样品表面均沉积了10%～20%的碳。近似抛物线规律的氧化动力学曲线说明氧化层在后期的氧化趋于稳定。结论在燃烧环境气氛中,反应初始阶段,通过化学吸附显著加快了氧化层的形成,在该实验温度和强氧化性气氛存在的情况下,不利于Fe O的形成。煤油的不完全燃烧造成了样品表面的碳沉积,并且碳含量的多少与助燃剂的碳链长度有关,这可为火场中是否有煤油助燃剂的存在提供参考。     

氢在低碳钢中的两种扩散

用阴极电解充氢法，对具有塑性变形及拉伸应力的低碳钢板中溶氢及逸氢过程进行了研究，回归出经验公式，计算出扩散系数及扩散激活能。结果表明，溶氢时的扩散系数比逸氢时大，溶氢时的扩散激活能比逸氢时小；随变形和压力的增大，溶氢时扩散系数增大，扩散激活能减小；逸氢时扩散系数减小，扩散激活能增大。     

低碳钢焊接接头氢渗透与氢损伤行为分析

对退火态低碳钢焊接接头进行了电解充氢,得到了接头不同位置产生氢损伤的微观组织,用电化学方法测量了焊后接头不同位置的氢渗透曲线,计算了接头不同位置的扩散系数、稳态平均氢浓度和扩散氢含量,解释了低碳钢焊接接头的不同位置充氢产生氢气泡、氢鼓泡及氢致裂纹数目差异的机理.结果表明,母材处表征扩散系数远小于焊缝处,平均氢浓度远大于焊缝处,导致母材处的氢渗透与损伤行为较明显,表面溢出氢气泡和近表面产生的氢鼓泡数目远多于焊缝处,然而焊缝处由于塑韧性较母材差,焊接残余应力较大,产生较多氢致裂纹,多位于氢浓度较大的近表面,内部由于拘束较大而产生少数细长裂纹.     

含Ti超低碳钢的氢渗透实验研究

对含Ti量为0．043％和0．071％的二种超低碳钢，研究Ti化合物析出相和不同冷轧形变量对钢板贮氢性能的影响。结果表明，钢中含Ti量提高，含Ti化合物的析出量增加，钢板的氢穿透时间延长，氢扩散系数降低。钢板冷轧形变量的增加，其贮氢能力也随之提高。     

管线钢氢渗透行为的研究进展

天然气管道掺氢输送是现阶段氢能输送最为经济有效的方式之一,但必须重视管材与氢的相容性问题。天然气中掺入氢气后,氢通过吸附、扩散等过程进入金属管材内部,部分被氢陷阱捕获,部分在晶格间扩散。进入金属管材内部的氢是影响管线钢服役性能的关键,因此,研究管线钢氢渗透行为具有十分重要的意义。本文从管线钢的氢渗透研究方法以及影响因素等方面综述了管线钢氢渗透行为的研究进展。     

氢化锆表面原位氧化法制备氢渗透阻挡层的研究

采用原位氧化法在氢化锆表面制备了氢渗透阻挡层，分析了工艺参数对氧化层生长的影响，借助XRD，XPS，SEM等分析测试手段对氧化层的物相组成和截面形貌进行分析，并对氧化层的阻氢效果进行检测。结果表明，氧化层的质量增量随氧化温度的升高而增大，在氧分压为0．1MPa，550℃恒温氧化2h的工艺条件下，在氢化锆表面制得了厚度为50～60um的氧化层；该氧化层主要为Baddeleyite结构的ZrO2；氧化层中含有O，Zr，C等元素并存在O-H键；氧化层均匀、致密，具有一定的阻氢作用。     

表面层对材料氢渗透的影响

采用超高真空气相渗透技术,在80～250℃温度范围内,研究了H在两种不同方式的镀Ni的纯铁中的有效扩散系数和渗透率,同时也研究了表面电镀光亮Pd的纯铁中的氢扩散系数.结果表明,在实验温度范围内,H在两种镀Ni处理的纯铁中的有效扩散系数D和渗透率Φ与温度T的关系均遵循Arrhenius方程,且二者D值相近,电镀纳米Ni的纯铁样品渗透率Φ值略高于化学镀Ni-P,而电镀光亮Pd样品的扩散系数D却比二者低1～2倍     

表面纳米化对低碳钢擦磨损性能的影响

用表面机械碱研磨对低碳钢板材进行表面处理,经X射线衍射及透射电镜分析表明,处理后的样品上已形成了纳米结构表层,用往复式摩擦实验机研究了处理后样品的摩擦磨损性能。结果表明其摩擦系数较未处理样品明显降低,其磨损量在低载荷及中等载荷作用下也较未处理样品降低,磨痕形貌的扫描电镜观察表明,表面纳米化能减弱低碳钢的疲劳磨损效应,提高材料的摩擦磨损性能。     

镍在低碳钢表面的扩散机理与规律

采用水溶液电沉积+高温固态扩散法成功制备了镍/低碳钢表面复合材料,研究了镍在低碳钢表面的扩散机理,利用Den Broeder法得到了不同温度下镍在低碳钢中的扩散规律。结果表明,高温固态扩散退火处理实现了镍沉积层与低碳钢的冶金结合,镍原子主要沿低碳钢晶界进行扩散,其扩散抑制了晶粒的长大。碳、硅、锰、硫、磷原子对镍原子的扩散影响较小。镍原子在低碳钢表面的固态扩散规律为D_Ni=-3.53×10^-21T⁴+1.75×10^-17T³-3.22×10^-14T²+2.60×10^-11T-7.81×10^-9。在973～1373 K温度区间固态扩散时,随着温度的升高,镍原子的平均互扩散系数呈现先上升后下降再上升的趋势;晶体结构对于镍原子的扩散影响较大,镍原子在体心立方晶体结构中的扩散速度明显大于在面心立方晶体结构中的扩散速度。     

氢化锆表面阻氢渗透层在高温二氧化碳气氛中的腐蚀

使用24h、48h、120h的CO2气固反应法在氢化锆表面生成具有阻氢渗透性能的致密氧化膜,然后将3种试样在含50.662kPa的CO2气氛中700℃保温72h,结果试样都出现表面起皮,局部粉化甚至断裂.SEM分析表明,致密氧化锆膜在高温下要与CO2反应生成非保护性的氧化层,并产生相变应力加速阻氢渗透层的腐蚀.3种试样在700℃相同CO2气氛中保温400h后都完全反应成白色氧化锆粉末.     

20g纯净钢中氢陷阱对氢扩散系数的作用

对理想晶体中的H扩散通量与充H时间的关系式进行修正,并用修正后的公式直接从实验数据中拟合H在材料中的扩散系数和穿透时间,结果表明,用理想晶体中H扩散通量随充H时间变化的修正关系式可以表征实际材料在电化学充H过程中的H原子扩散通量随充H时间变化的关系曲线,也可以用以研究实际材料中H陷阱对H原子扩散系数的作用.用修正后的公式对20g纯净钢电化学充H实验数据进行最小二乘法拟合,直接得到H原子在不同H陷阱状态20g纯净钢中的扩散系数和穿透时间.拟合结果显示:20g纯净钢中的不可逆H陷阱对H原子的扩散系数没有影响,只是延长了H原子的穿透时间,而可逆H陷阱则降低了H原子的扩散系数.     

硝酸铀酰溶液中不锈钢电极表面沉积氧化膜的行为研究

用动电位极化法研究了不锈钢(1Crl7)电极在NaCl-UO2(NO3)2溶液中的电化学行为．在阴极反应区。由于氢的不断释放，导致铀酰离子在不锈钢电极上析出．随着极化电位向阳极区移动，不锈钢电极发生阳极氧化。形成了氧化铀沉积膜．SEM对析出物和沉积膜的形貌进行了分析．AES深度剖析沉积膜的厚度约为40nm．XPS分析证实不锈钢腐蚀电极表面沉积膜中铀为U(Ⅵ)．     

内氧化对渗铝钢循环氧化性能的影响

通过循环氧化试验和SEM观察，研究了内氧化对扩散型热浸渗铝钢循环氧化性能的影响.结果表明，经高温扩散处理后，热浸镀铝钢扩散层的次外层和过渡层之间均有空洞产生.随扩散温度升高和时间延长，次外层和过渡层之间空洞逐步聚集连接成平行于表面的波浪线状空洞带，使高温氧化过程中扩散层产生了内氧化，氧化动力学曲线偏离平方抛物线规律而呈现抛物线—直线规律.因此，渗铝钢的长期氧化速度同时受扩散层内氧化和外氧化的控制.探讨了扩散层空洞带和内氧化的形成机理.      

20钢氢致开裂临界浓度与应力的关系

本文介绍了利用Devanathan氢渗透法计算临界氢浓度的理论模型,结合调质20钢,测定了在不同应力作用下,试件沿氢渗透方向上的氢浓度分布和氢致断裂造成的裂纹萌生(主要沿MnS夹杂界面)时的临界氢浓度值,并对相关问题进行了简单的讨论。     

管线钢在含H2S的NaCl溶液中氢渗透行为的研究

通过电化学渗氢技术研究了施加不同阴极电位条件下含不同H2S浓度的3.5%NaCl溶液中X70管线钢的氢渗透行为.结果表明,稳态渗氢电流P∞随H2S浓度的增大而逐渐增大,但一定时间内,渗透过试样的氢原子摩尔数并不随之单调增加;氢原子的渗透受到阴极电位的控制,阴极电位越负,渗氢电流越大;在一定电位范围内,稳态渗氢电流P∞和一定时间内渗透过试样的氢原子摩尔数N与阴极电位呈线性关系.扩散系数与试验条件无关.     

管线钢在含H_2S的NaCl溶液中氢渗透行为的研究

通过电化学渗氢技术研究了施加不同阴极电位条件下含不同H2S浓度的3.5%NaCl溶液中X70管线钢的氢渗透行为.结果表明,稳态渗氢电流P∞随H2S浓度的增大而逐渐增大,但一定时间内,渗透过试样的氢原子摩尔数并不随之单调增加;氢原子的渗透受到阴极电位的控制,阴极电位越负,渗氢电流越大;在一定电位范围内,稳态渗氢电流P∞和一定时间内渗透过试样的氢原子摩尔数N与阴极电位呈线性关系.扩散系数与试验条件无关.     

低碳钢表面纳米化处理及结构特征

采用表面机械研磨技术在低碳钢上制备出纳米结构表层，利用X射线衍射和电子显微分析研究表层的结构特征，并对厚度沿厚度方向的变化进行分析，结果表明，经过表面机械研磨处理后，样品表层的晶粒可细化至纳米量级，表面纳米晶层的厚度约为40μm，平均晶粒尺寸由10nm，逐渐增加到100nm，在距表面约40－80μm的深度为亚微晶层，平均晶粒尺寸进一步增至1000nm,与样品的心部相比，表层的硬度显著提高。     

AUGER STUDY OF CARBON LAYER ON ON IMPLANTED STEEL SURFACE

The carbon layers on implanted steel surface have been studied by means of Auger spectra. Itis shown that the thickness of the carbon layer is proportional to the dose of implanted ions.By comparison with the results of friction and wear tests, the friction coefficient is smallerthan 0.20 at the first part of the friction coefficient curve. It is considered that the graphiticcarbon layer on the top of steel is helpful to reducing the surface friction coefficient of steel.     

一种新型的不锈钢氧化皮常温快速清洗液

研制了一种用于不锈钢表面氧化皮常温快速清洗的新型除锈液,使用该清洗液清洗工艺流程简单、效果显著、污染少,适用于快速作业。配方由磷酸、氧化剂、氢氟酸、柠檬酸、硝酸、乙醇等组成。