退火温度对激光增材制造CoCrFeMnNi高熵合金耐点蚀性能的影响

目的研究激光增材制造CoCrFeMnNi高熵合金经不同温度退火后,微观组织演变对其在NaCl溶液中的耐点蚀性能的影响规律。方法采用激光选区熔化(SLM)技术制备CoCrFeMnNi高熵合金,通过X射线衍射(XRD)、光学显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)研究其退火后的微观结构。利用动电位极化和电化学阻抗谱(EIS)测试研究SLM成形高熵合金的耐点蚀性能,并通过X射线光电子能谱(XPS)分析钝化膜成分。结果经过不同温度退火后,高熵合金相组成并未改变,均为单一的面心立方结构固溶体。然而高熵合金的微观组织发生了明显转变,退火前微观组织由熔池、柱状晶及胞状亚晶所组成。随着退火温度的升高,熔池边界与亚晶结构逐渐消失,晶粒逐渐长大。SLM成形高熵合金在3.5%NaCl溶液中的腐蚀类型主要为点蚀。随着退火温度从700℃提高至1100℃,高熵合金的腐蚀电流密度先减小、后增加,700℃退火试样相较于打印态试样,腐蚀电流密度下降了97%。打印态和700℃退火试样的钝化膜中Co+Cr+Ni与Mn+Fe阳离子含量的比值分别为1.38和1.61,钝化膜中Cr本征氧化层厚度分别为5.43 nm和5.75 nm。结论高熵合金耐点蚀性能随退火温度的升高,先提升、后降低。胞状亚晶有利于阻碍点蚀坑的扩展,并促使形成稳定的钝化膜。高熵合金经700℃退火,在消除部分熔池边界的同时,保留了胞状亚晶,因此表现出最佳的耐点蚀性能。

超高强船体钢EH890在不同pH海洋环境中的耐蚀性研究

为研究超高强船体钢EH890在不同酸碱度海洋环境中的耐蚀性,分别在pH3,pH7,pH11的3.5%NaCl溶液中进行了电化学腐蚀实验,用场发射扫描电镜分析了在不同溶液中浸泡24 h后腐蚀形貌,并结合X射线光电子能谱研究了腐蚀产物组成,对比分析了EH890钢在不同pH海洋环境中的腐蚀行为。结果表明,在pH3的3.5%NaCl溶液中,EH890的腐蚀电流密度最大为3.316×10^(-5)A·cm^(-2),腐蚀速率最快。而在pH7和pH11溶液中的腐蚀电流密度降低了98%,腐蚀速率减小,并呈现出与在pH 3溶液不同的腐蚀机理。pH的升高一方面使阴极反应物从主要为氢离子变为氢离子和溶解氧共同反应最终至主要为溶解氧,导致腐蚀电流密度减小,腐蚀速率减慢;另一方面导致电化学反应发生变化,试样表面腐蚀产物由FeCl_(2),FeCl_(3)和Fe_(2)O_(3)向Fe_(3)O_(4),Fe_(2)O_(3)和FeOOH转变,提高了对基体的保护能力。

选区激光熔化成形Fe-Mn-Cr-Ni中熵合金的微裂纹形成机理及成形质量调控

研究了Fe-Mn-Cr-Ni中熵合金在选区激光熔化(SLM)制备中的微裂纹形成机理,并通过优化单道、块体成形试验中激光功率(P)和扫描速度(v),以激光能量密度为评估参数,调控微裂纹形成从而提升成形质量。结果表明:微裂纹可分为微孔聚集性裂纹和热裂纹两类,其中微孔聚集性裂纹与孔隙引发的应力集中有关,热裂纹是由于Mn元素偏析及热应力所引起的。通过减少孔隙形成和控制能量输入可抑制微裂纹形成。随着线能量密度(E_(L))的增加,单道表面形貌先变优后变差,熔池尺寸逐渐增大,熔池模式由传导向过渡再向匙孔模式转变。当E_(L)为0.29~0.40 J/mm时,单道整体形态和熔池尺寸可满足致密块体成形要求。较高体能量密度(E_(V))下微孔聚集性裂纹和热裂纹均会存在,较低E_(V)下以微孔聚集性裂纹为主,提高E_(V)有助于优化块体表面质量,而块体试样的相对密度随E_(V)的增加先上升后下降。在优化的E_(V)=65.10 J/mm^(3)(P=175 W,v=640 mm/s)下,块体试样的内部微裂纹得到有效抑制,表面质量优异,相对密度可达99.71%。

回火温度对EH890海洋工程用钢耐蚀性能的影响

为探究回火温度对EH890海洋工程用钢耐蚀性能的影响,采用X射线衍射仪、场发射扫描电镜分析了原始淬火态和不同回火温度下EH890钢的物相及微观组织,通过电化学试验研究了不同热处理状态下的腐蚀行为,并结合显微硬度、位错密度计算分析了回火温度对其腐蚀的影响规律。结果表明,EH890钢原始淬火态组织为板条贝氏体,少量粒状贝氏体及准多边形铁素体和薄膜状残留奥氏体,随着回火温度的提高,贝氏体板条不断粗化,铁素体与残留奥氏体分解转化,回火温度达到350℃时,贝氏体边界处开始析出弥散细小的碳化物及第二相。随回火温度的升高,试样钢的耐蚀性能呈现先上升后下降的趋势。一方面,回火处理降低了因淬火产生的高位错密度,减轻试样的腐蚀倾向;另一方面,随着回火温度的升高,弥散第二相不断从基体析出,与基体形成局部电偶作用,破坏钝化膜的完整性,降低钝化膜对基体的保护作用,降低腐蚀抗力。在两种因素的综合作用下,经350℃回火试样表面形成了更具保护性的钝化膜,表现出最佳的耐蚀性能。