后处理对离子液体电镀铝合金涂层耐蚀性能的影响

为了获得最佳的耐蚀性能,研究了喷丸和化学氧化后处理方法对离子液体电镀铝合金涂层微观形貌和耐蚀性能的影响,并综合对比了离子液体电镀铝合金涂层、离子镀铝及电镀镉-钛合金三种涂镀层的耐蚀性和与铝合金接触腐蚀性能。研究结果显示,喷丸处理对离子液体电镀铝合金涂层的耐蚀性没有明显的增强效果,三价铬化学氧化处理则能够大幅提高其耐蚀性能;离子液体电镀铝合金涂层耐蚀性优异,略低于电镀镉-钛合金涂层,略优于离子镀铝涂层;离子液体电镀铝合金涂层与7050铝合金阳极化试样接触腐蚀敏感性等级为A级,不会引起电偶腐蚀,与离子镀铝相当,优于电镀镉-钛合金涂层。

离子镀铝与离子液体电镀铝涂层性能对比研究

目的对比研究离子镀铝和离子液体电镀铝两种涂层的性能。方法针对高强度钢表面环保表面处理的需求,对比研究300M钢表面离子镀铝和离子液体电镀铝两种涂层,采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱(EDS)等对两种涂层的表面、断面微观形貌和成分进行表征;采用原子力显微镜(AFM)对两种涂层表面三维形貌和粗糙度进行观察和测量;采用电偶腐蚀测试两种涂层与铝合金的电偶腐蚀性能;采用缺口试样拉伸方法检测两种涂层对300M钢基体氢脆性能的影响;采用5%Na Cl人工海水周浸试验的方法检测两种涂层的耐蚀性能,与电镀镉钛镀层进行对比,采用电化学方法对涂层试验前后的阻抗谱特性进行检测分析。结果两种涂层表面形貌存在较大差异,离子镀铝经过致密化处理后,表面为均匀的圆饼状形貌,致密度很高,粗糙度约为0.88μm,而离子液体电镀铝涂层表面则为圆顶状的凸起物组成,没有明显的孔洞缺陷,粗糙度约为0.71μm;电偶腐蚀测试显示,两种涂层都能够与铝合金相容连接;缺口试样的拉伸试验结果显示,两种涂层的对基体的氢脆性能没有影响;腐蚀试验结果显示,两种涂层对于300M钢基体都具有良好的保护效果,与传统的电镀镉钛相当,具备了未来替代镉类镀层的潜质。结论两种涂层均匀致密,没有明显的气孔、裂纹等缺陷,电偶腐蚀性能优异,对300M钢基体都不会产生氢脆隐患,耐蚀性能优异。

化学钝化对S280超高强度不锈钢综合性能的影响

采用电化学极化方法,测试了不同工艺参数条件下钝化膜的电化学特性;采用AFM、XPS分别对钝化膜微观形貌和成分进行了表征;同时检测了钝化试样的耐蚀性、氢脆性和疲劳性能。结果表明,S280不锈钢钝化膜结构致密,主要成分是各种金属氧化物、氢氧化物或羟基氧化物,并且检测到不同类型金属间氧化物的存在。钝化后的S280不锈钢耐蚀性大幅度提高,满足氢脆要求,疲劳性能轻微降低。

CeO_(2)颗粒对7075铝合金微弧氧化膜生长行为及耐磨/耐蚀性能的影响

目的通过CeO_(2)颗粒复合,进一步改善铝合金微弧氧化膜的耐磨和耐蚀性能。方法在硅酸盐-磷酸盐电解液体系中加入CeO_(2)颗粒,利用微弧氧化技术在7075-T6铝合金表面制备CeO_(2)颗粒复合氧化膜;从氧化电压、放电行为及膜层厚度的变化规律探讨CeO_(2)颗粒含量对微弧氧化膜生长过程的影响;通过扫描电子显微镜、动电位极化曲线、球-盘磨损试验等研究电解液中CeO_(2)颗粒浓度对微弧氧化膜微观结构、耐磨性能和耐蚀性能的影响。结果通过CeO_(2)颗粒的复合,改变了铝合金微弧氧化成膜过程的能耗分布,加速了微弧氧化膜的放电击穿。CeO_(2)颗粒复合会使膜层的生长速率有所下降,但氧化膜的致密性、均匀性及膜基的结合强度得到明显改善。CeO_(2)颗粒主要以熔融和嵌合等方式存在于氧化膜中。相较于普通微弧氧化膜,复合膜的摩擦因数普遍降低了约0.2,比磨损率也更低,耐磨性更佳。此外,复合膜呈现出更好的耐腐蚀性,其自腐蚀电流密度至少下降了50%,且在模拟海水中浸泡2000 h后腐蚀增重更小、腐蚀更轻微。在电解液中加入10 g/L的CeO_(2)颗粒时,所得复合膜的综合性能较佳。结论CeO_(2)颗粒复合以熔融或嵌合的方式沉积到铝合金微弧氧化膜中,有效减少了膜层的微孔等缺陷,提高了膜层的致密性和硬度,改善了膜层的耐蚀性和耐磨性。

SiO_2纳米粒子对溶胶凝胶涂层性能的影响

在高强钢表面制备了防护性溶胶凝胶涂层,并研究了不同浓度二氧化硅纳米粒子的加入对于涂层形貌、耐蚀性和硬度的影响。采用扫描电子显微镜(SEM)和电子能谱(EDS)观察了涂层的微观结构和成分;采用显微硬度计测试了涂层的硬度;采用电化学方法研究了二氧化硅纳米粒子的浓度对于涂层耐蚀性能的影响;采用傅里叶红外光谱研究涂层的化学结构,进而探讨了二氧化硅纳米粒子对于涂层的强化机理。结果显示涂层加入二氧化硅纳米粒子的最佳浓度为500 mg.L-1,此条件下的涂层表面均匀致密,有较高的硬度并且在3.5%NaCl溶液中体现出较好的耐蚀作用。纳米粒子在溶胶中反应形成活性羟基基团并与硅烷发生反应生成空间网状结构,从而强化涂层。

磷酸三乙酯对铝合金阳极氧化膜溶胶凝胶封闭性能的影响

制备适用于铝合金阳极氧化封闭的溶胶凝胶封闭液,并研究磷酸三乙酯(TEP)对氧化膜层形貌、耐蚀性和漆膜结合力的影响。采用扫描电子显微镜(SEM)观察膜层的微观结构,应用电化学和盐雾试验方法研究了TEP浓度对于膜层耐蚀性能的影响;使用划格法测试膜层的漆膜结合力。探讨了TEP对溶胶凝胶封闭液的缓释机理和封闭机理。结果显示封闭液中TEP的最佳浓度为2%(质量分数),封闭后阳极氧化膜层均匀致密,具有优于传统重铬酸盐封闭的耐蚀性。

烷基糖苷对硫酸盐无光镀锌的影响

采用烷基糖苷为主添加剂进行硫酸盐体系无光镀锌,表征了镀层的光泽度、结合力和耐中性盐雾腐蚀性能。基础镀液组成和工艺条件为:ZnSO_4·7H_2O 225g/L,Na_2SO_4 70g/L,Al_2(SO_4)_3 25g/L,温度(25±5)°C,电流密度2A/dm^2,时间25min(镀层厚度8~12μm)。对比研究了分别采用烷基糖苷和葡萄糖作添加剂时所得镀锌层的外观和微观形貌。结果表明,使用烷基糖苷作添加剂时所得锌镀层外观均一,结晶致密,具有良好的基体结合力和耐蚀性。

300M钢刷镀镉性能及在某型飞机起落架修理中的应用

目的研究刷镀镉工艺在300M钢起落架的工程应用和镀层性能。方法采用两种不同的刷镀镉溶液在300M钢表面实现外观质量良好的电刷镀镉层,利用扫描电镜、盐雾箱及力学拉伸机等对镀层显微组织、厚度、结合力、耐腐蚀性能和氢脆性能进行测试,并对起落架零件电刷镀修复进行工艺应用研究。结果选用的两种镀液均可在300M表面获得质量稳定,厚度、结合力符合技术要求的电刷镀镉层。该镀层中性盐雾性能超过500 h,氢脆性能合格。结论刷镀镉工艺可成功应用于某型机起落架零件电镀镉钛镀层的修复。

海洋环境服役发动机腐蚀损伤分析及防护能力提升建议

通过我国航空发动机海洋环境服役过程中腐蚀情况的调研,结合文献资料,分析腐蚀防护与控制技术的应用现状,提出未来工作建议。目前海洋环境服役航空发动机的腐蚀防护与控制缺少贯穿方案论证、设计研制、使用维修等全寿命周期各阶段的综合考虑,制约解决腐蚀问题的关键技术没有突破,研制生产过程中,存在耐腐蚀性能评估不合理的问题。应开展腐蚀智能监测、识别、模拟仿真等技术的研发与应用,实现海洋环境服役发动机的腐蚀损伤监控与预警,构建发动机腐蚀环境适应性试验评价技术体系,满足新体制下装备试验鉴定工作要求。急需开展长寿命防护涂层技术、维护技术专项研究,以适应严酷海洋大气环境和航空动力装置高可靠性研制要求。

国产新型高氮不锈钢耐腐蚀性能研究

[目的]高氮不锈钢具有高强韧、抗疲劳、耐磨损、耐腐蚀等优点,在航空航天、机械制造、石油化工和海洋工程领域备受关注。国内在研发高氮不锈钢过程中主要关注其制备工艺、组织结构及力学性能,耐蚀性方面的研究较少。[方法]在不同温度(280、595和630°C)下对国产30Cr15Mo1N高氮不锈钢材料进行回火处理,得到二次析出相尺寸不同的组织。通过电化学测试、浸泡腐蚀试验和中性盐雾试验,结合形貌分析,研究了高氮不锈钢的二次析出相对其耐蚀性的影响。[结果]随回火温度升高,30Cr15Mo1N高氮不锈钢中的二次析出相增加、尺寸增大。280℃回火处理的30Cr15Mo1N高氮不锈钢在不同介质中的腐蚀速率最低,具有最优异的耐电化学腐蚀和盐雾腐蚀性能。[结论]析出相对30Cr15Mo1N高氮不锈钢的腐蚀行为具有重要影响,析出相尺寸增大对其耐蚀性不利。

渗透剂JFC对高强度钢氨羧配位体系无氰镀镉-钛合金的影响

[目的]采用氨羧配位体系电镀Cd–Ti合金过程中会出现较多气泡,需要频繁对零件进行抖动。[方法]在氨羧配位体系Cd–Ti合金镀液中添加渗透剂JFC作为润湿剂,研究了渗透剂JFC对镀液性能、镀层性能及基体氢脆性的影响。[结果]渗透剂JFC不仅能够改善镀液的均镀能力,提高Cd–Ti合金镀层的外观、抗腐蚀等性能,而且不会给基体氢脆性带来负面影响。[结论]本文的研究结果可为氨羧配位体系无氰电镀Cd–Ti合金工艺的进一步推广应用奠定基础。

不同钢铁表面无氰镀镉钛和氰化镀镉钛镀层性能差异

在不同钢铁基体表面进行无氰镀镉钛和氰化镀镉钛,对比不同钢铁基体表面两种工艺的镀层氢脆性能、疲劳性能和拉伸性能。结果表明:300M钢和4340钢进行无氰镀镉钛和氰化镀镉钛后的氢脆性能差异不明显。300M钢和50CrVA钢进行无氰镀镉钛和氰化镀镉钛后,疲劳性能有较小的变化。50CrVA钢进行无氰镀镉钛后疲劳极限相比裸材降低了1.5%,进行氰化镀镉钛后疲劳极限相比裸材提高了5.0%;300M钢进行无氰镀镉钛后疲劳极限相比于裸材增加了3%;进行氰化镀镉钛后疲劳极限相比于裸材降低了7%。无氰电镀镉钛对300M钢和50CrVA钢基体拉伸性能影响较小,相比于裸材,各项指标数值波动均在5%以内。

2024-T3铝合金中第二相对阳极氧化膜层组织结构和耐蚀性的影响

[目的]2024-T3铝合金中的第二相会影响其表面阳极氧化膜层的生长,进而影响膜层的组织结构和耐蚀性。[方法]采用环保型苹果酸-硫酸体系对2024-T3铝合金进行阳极氧化处理。通过中性盐雾试验,结合腐蚀前后样品不同区域的微观形貌观察和元素组成分析,研究了基体的第二相对阳极氧化膜层结构和耐蚀性的影响,并探讨了膜层的腐蚀失效机理。[结果]基体第二相对应部位的阳极氧化膜层致密性较差,存在微孔和起皮现象,这些是点腐蚀的主要根源。[结论]本文的研究结果可为航空领域铝合金阳极氧化工艺的改进提供理论依据和实验数据支持。

钝化处理对0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢在西沙群岛海洋大气环境下耐腐蚀性能的影响

[目的]研究未钝化和钝化处理的0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢在西沙海洋大气环境下暴露1年的腐蚀行为。[方法]采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、视频显微镜(VM)、X射线衍射仪(XRD)等仪器研究了未钝化和钝化0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢腐蚀后的表面形貌及腐蚀产物的成分。[结果]在海洋大气环境下暴露一定时间后,未钝化和钝化处理的0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢表面均发生了腐蚀,且以点蚀为主,腐蚀质量损失随时间变化的曲线符合幂函数规律,腐蚀产物的主要成分为β-FeOOH。对比腐蚀产物覆盖面积和腐蚀坑深度可知,钝化处理能够提高0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢的耐腐蚀性能,但在西沙海洋大气环境下服役时不能提供长期保护。[结论]应探索新的防护手段来提高0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢在海洋大气环境中的耐腐蚀性能。

300M钢表面铝基涂层防护性能对比研究

铝基涂层有望替代镉基镀层作为钢表面防护技术,综合对比了离子镀铝和离子液体电镀铝-锆合金涂层的形貌、电化学性能和耐蚀性能。采用扫描电子显微镜、原子力显微镜和能谱研究了两种铝基涂层表面及断面的微观形貌和成分;采用开路电位、极化曲线等方法检测了两种铝基涂层的电化学性能;采用中性盐雾试验与交流阻抗谱结合方法研究了铝基涂层的耐蚀性,拟合分析了涂层结构的变化。研究结果表明,离子镀铝涂层和离子液体电镀铝-锆合金涂层具有不同的表面形貌,电化学性能有所差异,但是二者都具有十分优异的耐蚀性能。

电解加工对TC17钛合金表面完整性及振动疲劳性能的影响

对比了机械加工和电解加工对TC17钛合金表面完整性及振动疲劳性能的影响。结果显示,经过电解加工的TC17钛合金表面不存在明显的晶粒细化或破碎的变形层,表面残余应力普遍呈现为压应力状态,并且变化较平稳。电解加工试样的室温振动疲劳寿命高于机械加工试样,可能与电解加工试样的表残余应力和晶粒取向较优有关。

电解加工−振动光饰对TC17钛合金表面完整性及力学性能的影响

先对TC17钛合金进行电解加工,再进行振动光饰。采用扫描电镜、白光干涉三维形貌仪和残余应力分析仪分析了电解加工和振动光饰后TC17钛合金的表面完整性,通过室温拉伸试验和室温振动疲劳试验检测了其力学性能。结果显示,经过电解加工和振动光饰处理后,TC17钛合金表面平整,粗糙度大幅降低,并呈现较大的残余压应力状态。由于表层只发生极小的塑性变形,因此TC17钛合金晶粒取向几乎不受影响。电解加工+振动光饰试样的室温拉伸性能与电解加工试样相当,但前者的室温振动疲劳性能优于后者。

搅拌速度和颗粒尺寸对复合电沉积Ni-cBN复合量的影响及机理分析

决定金属-陶瓷复合耐磨镀层摩擦学性能最为关键的因素是硬质强化颗粒的尺寸和含量。通过分别选用两种粒径的cBN颗粒,在氨基磺酸镀镍液中电沉积Ni-cBN复合镀层,研究搅拌速度和颗粒粒径对复合量的影响规律,并对其影响机理进行分析。研究结果显示,随搅拌速度的增加,两种粒径的cBN颗粒的复合量均呈现先升高后降低的趋势,且在搅拌速度偏高时,较大粒径cBN颗粒的复合量的下降趋势更加明显。从搅拌速度、颗粒粒径、复合量三者之间的关系分析,颗粒与电沉积金属层之间不是单纯依靠机械结合,两者之间应该存在一定的界面作用力,使得在镀层厚度与颗粒粒径之比很小时,颗粒就能被镀层捕获。

7050-T7451铝合金阳极氧化膜在模拟舰载环境下的腐蚀行为及疲劳性能衰减研究

通过酸性盐雾试验研究了经苹果酸−硫酸体系阳极氧化处理的7050-T7451铝合金在模拟舰载环境中的腐蚀行为。通过扫描电子显微镜、电化学阻抗谱测量和疲劳性能测试分析了经酸性盐雾腐蚀不同时间后阳极氧化膜结构和基体疲劳寿命的变化。结果表明,阳极氧化膜对铝合金基体具有很好的保护作用,能够保护铝合金基体在酸性盐雾试验的4个周期(192 h)内免受腐蚀。随着酸性盐雾试验时间的延长,阳极氧化7050-T7451铝合金的疲劳寿命逐渐衰减,其演化规律与腐蚀行为的变化基本吻合。

电解加工对GH4169G高温合金表面完整性和力学性能的影响

对比了机械加工和电解加工对GH4169G高温合金表面完整性和力学性能的影响。结果显示,经过电解加工的GH4169G高温合金表面不存在明显的晶粒细化或破碎的变形层,其在深度方向的表面残余应力变化幅度较小,基本保持在100 MPa以内。电解加工试样的高温持久性能与机械加工试样相当,前者的室温振动疲劳寿命低于后者,可能与电解加工试样的表面粗糙度较高有关,但都在同一数量级。