铁基非晶合金和13Cr不锈钢在超临界CO_(2)环境的腐蚀行为

非晶合金由于其独特的结构、优异的耐磨耐蚀性能在海洋及CO_(2)地质封存领域展现出广阔的应用前景,有望成为超临界CO_(2)环境下钢构件的耐蚀涂层材料,但关于非晶合金在该环境下的腐蚀行为鲜有报道.利用高温高压反应釜对SAM2X5铁基非晶合金与13Cr马氏体不锈钢在温度80℃,压力10MPa的模拟环境下进行腐蚀行为对比研究.通过XRD、DSC、CLSM、SEM、XPS以及电化学Mott-Schottky测试等方法对两种材料的微观结构、腐蚀形貌以及表面膜成分及结构进行表征与分析.研究结果表明:在高温高压的超临界CO_(2)环境下进行168 h腐蚀试验后,13Cr不锈钢表面发生严重的点蚀,而铁基非晶合金表面无点蚀发生;非晶合金表面膜除Fe和Cr外,富含大量的Si元素,会促进形成稳定致密的钝化膜;13Cr不锈钢表面膜为p型半导体,非晶合金表面膜为n型半导体,13Cr不锈钢钝化膜载流子密度远高于铁基非晶合金.证实了在该环境下铁基非晶合金的耐蚀性能远优于13Cr不锈钢.

喷涂距离对Fe基非晶涂层孔隙影响的研究

热喷涂涂层中孔隙的存在会降低涂层的耐蚀性,减少涂层寿命,而热喷涂工艺参数很大程度上影响涂层的孔隙率。本文采用计算机数值模拟和设计验证实验的分析方法,重点研究了JP-8000超音速火焰喷涂系统(HVOF)制备Fe基非晶涂层工艺参数中喷涂距离与涂层孔隙的关联性。利用商用计算软件Fluent计算平台,研究加入粉末粒子前,喷枪内火焰温度和速度的变化规律,以及加入非晶粉末后,不同喷涂距离条件下颗粒飞行过程的温度和速度的变化规律。仿真结果表明,喷涂距离为360~380 mm时,非晶粉末颗粒在撞击基板时处于半融化状态,颗粒在基板上具有良好的流动性,可获得孔隙率较低的涂层。验证实验结果与仿真结果一致。X射线衍射结果表明,粉末、不同喷涂距离所制备的涂层以及同成分的非晶条带均为完全非晶态结构。SEM和孔隙率统计结果表明,喷涂距离为370 mm时,涂层截面的孔隙较少,且孔隙率最低,为0.57%,验证了计算模拟优化的最佳喷涂距离范围。

陶瓷颗粒添加对热喷涂不锈钢涂层耐蚀性的影响

采用超音速火焰喷涂(HVAF)方法成功制备出不同种类及粒度陶瓷颗粒复合的不锈钢涂层,系统研究陶瓷颗粒的种类及粒度对复合涂层的硬度、孔隙率与耐蚀性能的影响;通过扫描电子显微镜、全自动硬度计、Image Pro Plus软件以及电化学工作站等分析测试技术对不锈钢/陶瓷颗粒复合涂层的微观结构、硬度及腐蚀行为进行系统表征与分析。结果表明:粗粒径棕刚玉(Al_(2)O_(3))复合的不锈钢涂层的孔隙率低(0.7863%)、硬度高(637HV_(0.1))且耐蚀性能优异,其自腐蚀电位为-454.14 mV、自腐蚀电流密度为22.208 mA·cm^(-2);细粒径碳化硅(SiC)复合的不锈钢涂层具有较高的硬度(600HV_(0.1))及较好的耐蚀性能,其自腐蚀电位为-463.68 mV、自腐蚀电流密度为23.738 mA·cm^(-2)。