金属包装材料涂层防腐技术

金属材料在包装领域保持着极大的生命力,但化学稳定性较差、耐腐蚀性差是金属包装材料存在的主要问题,利用涂层技术在金属表面覆盖涂层是防止金属包装材料腐蚀的有效方法.在分析金属包装材料的性能及防腐蚀方法的基础上,结合金属包装材料腐蚀防护问题,对主要的金属涂层防腐技术及涂料涂层防腐技术进行了介绍.展望了金属包装材料涂层防护的应用发展情况及动态;指出了涂层隔离防护并不能从根本上解决金属材料的腐蚀问题,研发新型耐腐蚀材料成为涂层防护技术的发展方向.     

热喷涂Cr3C2-NiCr涂层的研究进展

金属的腐蚀问题一直以来都是阻碍工业生产的一大难题,热喷涂涂层可以提升金属的抗腐蚀能力并延长器件的使用寿命.热喷涂Cr3C2-NiCr涂层具有出色的耐磨损、耐腐蚀的特性,在恶劣环境中的适用性较强,在工业领域应用广泛.介绍了不同工艺制备Cr3C2-NiCr涂层的特点,对涂层的耐高温腐蚀、耐海水腐蚀、耐磨损性能等研究热点进行...     

高温高含盐凝析油稳定系统换热器的腐蚀与防护

对模拟高温高含盐腐蚀环境下材料的腐蚀进行了分析,对换热器管束材质和防腐蚀涂层的耐腐蚀性能进行了试验研究。结果表明,纯钛和锌铝共渗防腐蚀技术在腐蚀环境下具有良好的耐腐蚀性能;通过对比两种防腐蚀技术认为选择锌铝共渗涂层防腐蚀技术更为合理。生产中使用效果满意。     

表面渗层和CrNiMo涂层材料的露点腐蚀*

基于我国电站锅炉排烟温度普遍偏高、烟气深度冷却利用过程中存在露点腐蚀的现状,文中以耐露点腐蚀材料316L钢作为对比材料,选取普通碳钢进行表面热喷涂和表面渗镍处理后在1000MW机组的锅炉上进行实炉露点腐蚀试验。结果表明:材料的腐蚀层厚度随壁面温度升高而减小;在40～60℃的金属壁面温度范围内,碳钢表面CrNiMo涂层和渗镍层因表面缺陷导致涂层严重腐蚀;在70～90℃的金属壁面温度范围内,腐蚀层厚度随温度变化趋于平稳,表面渗层材料具有和316L钢相当的耐露点腐蚀能力,碳钢表面喷涂CrNiMo耐腐蚀性能更为优越,3种材料均能满足火电厂烟气深度冷却利用的露点腐蚀性环境。     

服役于海洋环境的金属管道防护涂层研究进展

金属管道是实现气、油、矿等海洋资源连续、快速运输的重要载体。在复杂严酷的海洋环境中，金属管道的内、外壁要同时承受海水环境和运输物质带来的化学腐蚀与物理摩擦耦合工况，极易发生由腐蚀与磨损导致的管道破坏和失效。对金属管道进行表面涂层改性与强化处理是提升其使役性能最直接有效的方法。为此，综述了海洋环境和运输介质对金属管道的腐蚀磨损行为，并按照涂层的物质种类（金属涂层、陶瓷涂层和高分子涂层），介绍了常见的海洋金属管道防护涂层研究现状，全面总结对比了不同防护涂层材料的微观结构、力学性能、耐腐蚀性能、耐磨损性能及其腐蚀作用机理，以期为涂层新材料及新结构的创新设计与性能优化提供有益借鉴。在此基础上，对未来海洋金属管道防护涂层材料的发展趋势及其组分结构的研究方向进行了展望，以求为海洋金属管道防腐领域的研究提供一定的参考与支撑。     

材料及防护涂层在淡水环境中的腐蚀试验研究

在三门峡水库和“635”水库中投放涂层和材料试样进行试验,考察了金属涂层、封闭涂层、复合涂层系统在两种淡水环境下的腐蚀情况,比较了喷锌、喷铝、锌铝合金、稀土铝等金属涂层和封闭涂层在淡水环境中的保护效果;取得了部分碳钢、不锈钢、有色金属材料在淡水环境中的自然腐蚀数据。     

电弧喷涂铝基涂层耐腐蚀性能

采用铝带制作粉芯线材,电弧喷涂方法制备铝基涂层.试验对比研究了铝基涂层、Fe-Al涂层和45CT涂层的抗氧化和耐腐蚀性能,以及铝基涂层、Fe-Al涂层和A304不锈钢的耐硫化氢腐蚀性能.试验结果表明,电弧喷涂铝基粉芯线材制备的涂层在650℃高温下具有优良的抗高温氧化性能;在涂盐和硫化氢耐腐蚀环境下,由于铝基涂层的硫化腐蚀反应仅发生在涂层表面,腐蚀层很薄,涂层内部几乎没有受到影响,因此铝基涂层具有优良的耐腐蚀性能.     

铸铁在海洋腐蚀环境下的防护措施

普通铸铁、低合金铸铁在海洋腐蚀条件下是不耐蚀的,采取防护措施可使铸铁材料的耐腐蚀性能大幅提高,其中尤以金属热喷涂和有机涂层防护为好,是提高铸铁材料在海洋环境下防腐能力的有效途径。     

油气钻井工程中的腐蚀防护及一种新的防护方法

油气田勘探开发中金属设备的腐蚀类型主要有应力腐蚀、腐蚀疲劳、硫化物应力腐蚀开裂和点腐蚀等,目前国内外的研究主要集中在CO2、H2S和CO2/H1S的腐蚀与防护方面,主要有材料选择、钻井液的控制以及防腐蚀涂层等.介绍了一种新的防护方法-陶瓷复膜,试验结果表明,该方法极大地提高了工件的耐腐蚀性能,具有广阔的应用前景.     

沉没辊基础件的熔融锌液腐蚀研究现状

根据近些年国内外耐锌腐蚀的研究成果,将耐锌腐蚀方法分为两大类:自身耐锌腐蚀材料和表面改性处理。自身耐锌腐蚀材料主要集中在Fe-Cr-Mn、Fe-B、Ti Al Nb等材料上,表面处理主要集中在WC-Co、Mo B-Co Cr、陶瓷等涂层上。两种方法都获得一定的研究成果,但也有一些不足。自身耐锌腐蚀材料的耐熔锌腐蚀虽有改善,但在液锌中也只是延缓了腐蚀速度,最终仍然会腐蚀失效。表面涂层耐蚀性相对较好,但是在锌液中仍然会发生裂纹腐蚀,并且涂层和基体之间的物理匹配性较差,脆性较大,工件的轻微碰撞很容易造成涂层的脱落,加速工件的腐蚀,不宜用于实际生产。充分利用陶瓷耐腐蚀、耐高温、硬度高的优点,以及金属室温强度好、延展性好的优点,开发陶瓷金属复合涂层,可能会成为下一步沉没辊基础件熔融锌液腐蚀研究的主要方向。     

铝合金丝状腐蚀研究综述

在综合国内外相关研究的基础上,对铝合金丝状腐蚀这一现象进行了描述,指出了铝合金发生丝状腐蚀的四个必要条件(高湿度、涂层缺陷、氧气及腐蚀性离子)。分析了腐蚀丝的引发和发展机理,列举了影响丝状腐蚀发展的重要因素(大气环境、基体金属、表面预处理和涂层),总结对比了国内外常用的丝状腐蚀试验标准和研究方法(扫描开尔文探针检测法、电化学阻抗谱法、电化学仿真法以及自然环境试验法)。从环境控制、表面预处理和涂层使用等三个方面讨论了丝状腐蚀的抑制及防护措施。最后提出了尚需解决的四个问题:标准丝状腐蚀试验与实际大气腐蚀的相关性、有机涂层耐丝状腐蚀性能标准的制定、航空铝合金的丝状腐蚀研究、表面预处理方法的改进。     

层状双金属氢氧化物耐蚀材料的研究进展

层状双金属氢氧化物(LDHs)因其结构和组成的可调性、阴离子交换性等优异的物化性能,被作为腐蚀抑制剂的载体广泛应用于金属材料的防腐蚀领域。归纳总结了目前LDHs最普遍的制备方法,包括共沉淀法、水热合成法、原位生长法、旋转涂膜法以及焙烧还原法等及其优缺点。同时从LDHs材料的耐蚀机制出发,阐述了LDHs薄膜与LDHs作为填料对金属基底保护的层间阴离子交换机制,以及掺杂稀土离子、羧酸盐抑制剂、石墨烯及其衍生物、环氧富锌涂层等与LDHs的复合协同增强耐蚀机制。通过表面预处理以及化学改性制备疏水性表面可以增强耐蚀性能,分析了LDHs材料在制备与工作过程中存在的问题:LDHs制备技术不够完善,LDHs薄膜与金属基底的结合力弱,LDHs薄膜的机械性能较差,LDHs与有机聚合物难以均匀混溶等。最后展望了LDHs材料在耐蚀领域的发展方向。     

冶金严苛服役环境中热喷涂技术的应用现状及展望

以超音速火焰喷涂、大功率等离子喷涂等为代表的先进热喷涂技术,已成为冶金行业关键装备及部件在严苛服役环境下实现高温耐磨、耐腐蚀、抗结瘤、隔热等多功能化的关键技术.概述了不同热喷涂技术的基本原理及涂层特性,进而详细论述热喷涂技术在服役于严苛环境中的冶金关键设备(如连铸结晶器铜板、热镀锌铝锅组件及高温炉辊等)上的研究现状及应...     

Resistance of thermal-sprayed duplex coating composed of aluminum and 80Ni-20Cr alloy against aqueous corrosion

The development of corrosion-resistant sprayed coatings without sealing is required to increase the reliability of the thermal spray coating method and to expand the field of application for wet corrosion environments. The conventional wire flame-sprayed aluminum coating on steel without sealing has poor resistance against aqueous corrosion and has restricted practical use. A duplex coating composed of sprayed aluminum on an 80Ni-20Cr alloy undercoat exhibited sufficient resistance in a hot, near-neutral aqueous environment through a trial use in a vegetable oil process. In this paper, the mechanism of corrosion resistance of the duplex coating is investigated by electrochemical polarization measurements and electron probe microchemical analysis (EPMA) to examine the individual role of each layer and the change of the microstructure with time.     

Improving the surface properties of A286 precipitation-hardening stainless steel by low-temperature plasma nitriding

Plasma nitriding over a wide range of treatment temperatures between 350 and 500 °C and time from 5 to 30 h on A286 austenitic precipitation-hardening stainless steels has been investigated. Systematic materials characterisation of the plasma surface alloyed A286 alloy was carried out in terms of microstructure observations, phase identification, chemical composition depth profiling, surface and cross-section microhardness measurements, electrochemical corrosion tests, dry sliding wear tests and corrosion-wear tests. Experimental results have shown that plasma nitriding can significantly improve the hardness and wear resistance of A286 stainless steels owing to the formation of nitrogen supersaturated S-phase; the surface layer characteristics (e.g. microstructure, case depth and hardness) of the plasma surface alloyed cases are highly process condition dependent and there are possibilities to provide considerable improvement in wear, corrosion and corrosion-wear resistance of A286 steel.     

轻水堆包壳锆材服役环境下延寿策略及研究进展

综述了核反应堆用锆合金的涂层研究现状。主要论述了非金属类涂层、金属类涂层以及MAX相涂层。其中MAX相既具有金属的性质,又具有陶瓷的性质。分析了包壳材料服役环境下的腐蚀行为,包括正常工况下的过热水氧化腐蚀和含锂离子的水溶液腐蚀行为,同时也关注了离子辐照行为以及事故工况下的高温蒸汽腐蚀行为。现有涂层材料普遍具有局限性,研究多侧重于高温蒸汽腐蚀。出现了一些新材料,比如可形成致密氧化膜的MAX相、硅涂层等,但是其正常工况下的应用前景不明。相比而言,金属类涂层在抗腐蚀方面更具优势,然而其抗辐照行为和中子经济性尚待研究。目前单一涂层技术在满足抗辐照和中子经济性的基础上尚不足以同时满足正常工况和高温蒸汽下的抗腐蚀性和高稳定性。组合涂层或者多层膜技术逐步受到重视。多元涂层氧化过程中的元素迁移动力学行为以及涂层基体界面的微合金化对结合力的影响具有深远意义,目前该方面的研究有待突破。     

海洋环境钛金属的应用现状及其防护技术研究

钛金属具有优异的耐海水和海洋大气腐蚀性能,因此在海洋装备中有广泛应用。但是钛金属在严酷海洋环境中应用表现出一些不足之处,如耐磨蚀性能差、易生物污损和电偶腐蚀等问题,严重影响了钛金属结构件的长寿命和安全可靠服役。介绍了钛金属在海洋环境中的应用现状,揭示了存在上述不足问题的本质原因。如海洋环境磨损与腐蚀的交互作用导致耐磨性能差的钛金属磨蚀损耗加剧,钛金属良好的生物相容性使其产生严重的生物污损,钛金属相比于其他金属具有较高的正电位,在介质环境中与异种金属偶接时作为阴极被保护从而加速偶接合金的腐蚀。鉴于钛金属优异的海洋耐候性,其在海洋环境中的应用必将越来越广泛,但是合适的表面处理和涂层防护是必不可少的。综述了国内外钛金属在海洋环境应用相关防护技术的研究现状,并对海洋环境中钛金属表面防护技术的发展方向和趋势进行了展望：金属陶瓷涂层和可控纳米结构氧化物陶瓷涂层是海洋环境钛金属运动部件耐磨蚀保护有效的技术手段;防污剂释放型和纳米缓释涂层技术是实现钛金属长效防生物污损很有前途的技术方法;钛金属表面低导电表面改性层的设计和制备可降低与其接触异金属的电偶腐蚀速度。     

锌铝镁镀层和纯锌镀层在典型大气环境中初期腐蚀行为研究

目的 增加对不同大气环境中锌铝镁镀层钢腐蚀行为的了解,研究中国地区不同气候条件下1 a内锌铝镁镀层钢腐蚀产物的组成和腐蚀速率。方法 采用SEM、GDS、XRD研究了纯锌(GI)镀层材料和锌铝镁合金(ZM)镀层材料的结构,对比研究了GI镀层和ZM镀层在吐鲁番、江津、青岛以及万宁4个大气试验站的腐蚀试验。结果 万宁GI的腐蚀速率为ZM的4.56倍,江津GI的腐蚀速率为ZM的3.76倍,青岛GI的腐蚀速率为ZM的2.84倍,吐鲁番GI的腐蚀速率为ZM的2.42倍,对于GI镀层和ZM镀层,按腐蚀速率从大到小的顺序依次为万宁、青岛、江津、吐鲁番。江津和万宁GI镀层的自腐蚀电流密度较小,万宁ZM镀层的自腐蚀电流密度最小。锌的大气腐蚀速率主要受相对湿度、氯离子含量、SO2含量等影响,主要通过影响腐蚀产物组成来影响锌的腐蚀速率。腐蚀产物的保护性受其化学组成、导电性、黏附性、致密性、溶解性、厚度、形态和亲水性等因素影响,不同的锈层结构对阴极氧还原的抑制作用不一样,高氯环境对GI的保护性腐蚀产物Zn5(CO3)2(OH)6有较大的破坏性,在高碱性环境下,容易使腐蚀产物转变成疏松导电的ZnO。在高氯环境中,由于镀层中MgZn2的阳极溶解,释放出可与OH反应的Mg²⁺以形成氢氧化镁(Mg(OH)2)。在ZM表面用Mg(OH)2代替氧化锌被认为可以降低阴极氧还原反应(ORR),具有缓冲阴极位置的pH值升高的作用,能使碱式碳酸锌变得稳定,显著提升耐腐蚀性。结论 ZM镀层材料在高盐高湿环境下能形成稳定的腐蚀产物,降低阴极氧还原速率,在典型大气环境下具有广阔的应用前景。     

电弧喷涂Zn-Al伪合金涂层耐腐蚀性能研究进展

通过在钢基体表面制备涂层可以很好地延长钢铁材料的服役时间,减少因腐蚀造成的重大事故和人员伤亡。相较于传统的纯Zn涂层、纯Al涂层以及Zn-Al合金涂层,Zn-Al伪合金涂层能够为基体材料提供长久有效的腐蚀防护,在钢铁材料的腐蚀防护中具有巨大的应用潜力。简述了Zn-Al伪合金涂层电弧喷涂制备工艺的特点;介绍了Zn、Al、Zn-Al合金及Zn-Al伪合金涂层在模拟海洋环境下的腐蚀防护原理;在此基础上从组分、喷涂工艺参数(喷涂距离、喷涂电流和喷涂电压)、元素掺杂(Mg、Si及Re)及后处理工艺(封孔、激光重熔)等角度,论述了其对Zn-Al伪合金涂层耐蚀性的影响;讨论了Zn-Al伪合金涂层防腐体系在桥梁、海洋钢结构件、地下运输管道中的应用现状;最后总结了目前研究工作中存在的挑战,提出了电弧喷涂Zn-Al伪合金涂层尚需深入研究的重点问题,为提高钢铁材料使用寿命提供了参考。     

45钢表面TD-Cr/PVD-CrN复合涂层磨蚀性能

目的 采用热扩散(TD)渗金属技术和物理气相沉积(PVD)技术对45钢表面进行强化,以提升45钢表面硬度和抗磨蚀性能,延长45钢的使用寿命。方法 采用热扩散渗金属技术和物理气相沉积技术制备TD-Cr、PVD-CrN及TD-Cr/PVD-CrN(Cr/CrN复合涂层)3种涂层。利用扫描电镜(SEM)、X 射线衍射仪(XRD)研究涂层的微观形貌、元素分布和物相组成。通过纳米压痕研究涂层的硬度、弹性模量。通过摩擦磨损实验和电化学腐蚀实验,研究涂层的摩擦性能和腐蚀性能。结果 TD-Cr、PVD-CrN、TD-Cr/PVD-CrN 3种涂层的组织结构均致密均匀,厚度分别为19.78、1.075、32.24 μm。TD-Cr/PVD-CrN涂层的硬度达到28.7 GPa,高于其他涂层, 同时,Cr/CrN复合涂层的弹性模量和弹性恢复能力均优于其他涂层。在盐水环境下,TD-Cr、PVD-CrN、TD-Cr/PVD-CrN的摩擦因数分别为0.52、0.38、0.35,磨损体积分别为26、0.15、0.05,TD-Cr/PVD-CrN展现出较好的耐磨性能。在盐水环境下,TD-Cr/PVD-CrN涂层的抗腐蚀性能略低于TD-CrN涂层。结论 综合看来,TD-Cr/PVD-CrN复合涂层可以有效提升45钢的表面抗磨蚀能力,延长其使用寿命。