磷化时间对常温锌系磷化膜防腐蚀性能的影响

针对碳钢材料采用某常温锌系磷化工艺进行磷化加工的优化问题,文章分析了磷化时间对磷化膜形貌(表面形貌和横截面形貌),磷化膜化学状态(元素含量和分布,结晶情况和亲水性),耐腐蚀特性(盐水浸泡实验和Tafel曲线实验)的影响。发现15~20 min该工艺磷化膜生长速度较快,而20~30 min磷化膜生长速度显著下降。该研究为碳钢材料在该工艺中磷化时间的选择提供了参考。

2Cr⁃1Ni⁃1.2Mo⁃0.2V钢在120 mmol/L NH_(4)H_(2)PO_(4)溶液中的腐蚀行为

为探讨磷复肥工业生产余热利用环境对汽轮机转子的腐蚀行为影响,通过失重法、激光共聚焦显微镜(CLSM)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、电化学测试等表征手段,研究了汽轮机转子材料2Cr⁃1Ni⁃1.2Mo⁃0.2V钢在外界温度为25℃的120 mmol/L NH_(4)H_(2)PO_(4)溶液中的腐蚀行为与规律。结果表明:2Cr⁃1Ni⁃1.2Mo⁃0.2V钢发生均匀腐蚀,且其腐蚀速率先快速减小后缓慢减小,并逐渐趋于0.2 mm/a稳定。2Cr⁃1Ni⁃1.2Mo⁃0.2V钢在NH_(4)H_(2)PO_(4)浓度为120 mmol/L,温度为25℃环境下的服役寿命为7.5 a。2Cr⁃1Ni⁃1.2Mo⁃0.2V钢在NH_(4)H_(2)PO_(4)溶液中生成的腐蚀产物膜主要由Fe_(3)(PO_(4))_(2)、FePO_(4)、Fe(OH)_(3)、FeOOH、Fe_(3)O_(4)构成,随着浸泡时间的延长,腐蚀产物膜的覆盖度、致密度和厚度等增大,腐蚀产物膜中Cr出现富集,一定程度提高了材料的耐蚀性。

高Cl^(-)环境对富铝磷酸盐涂层腐蚀行为的影响

为研究高Cl^(-)环境对富铝磷酸盐涂层腐蚀的影响,采用开路电位、动电位极化、电化学阻抗谱等电化学测试方法,并结合扫描电镜、激光共聚焦显微镜,分析了磷酸盐涂层在高Cl^(-)环境下的腐蚀行为。结果表明:富铝磷酸盐涂层具有双层结构,涂层内磷酸盐包裹Al粉使其具有良好的屏蔽性能;随着溶液中Cl^(-)浓度的升高,其腐蚀倾向和腐蚀速率均增大,涂层的耐蚀性下降;富铝磷酸盐涂层在低浓度Cl^(-)时首先在裂纹和缺陷处发生腐蚀,随着Cl^(-)浓度的升高磷酸盐发生腐蚀时,外表面和涂层中的Al粉发生脱落并形成腐蚀坑,腐蚀坑趋于向外扩展并增大,加速涂层和基体的腐蚀。

超临界CO_(2)环境下典型汽轮机关键部件用材腐蚀行为研究

为了解超临界CO_(2)环境下3种典型汽轮机高温部件材料(耐热钢1Cr10Mo1NiWVNbN、Co3W3与高温镍基合金IN718)的腐蚀行为,本文采用材料腐蚀增重、腐蚀产物微观表征与腐蚀热力学计算相结合的方法获得了这3种材料表面腐蚀产物的形成与变化规律。结果表明,超临界CO_(2)环境下IN718的腐蚀增重远低于两种耐热钢的腐蚀增重,两种耐热钢腐蚀增重曲线符合抛物线型腐蚀规律,说明腐蚀过程受离子扩散控制。结合腐蚀反应自由能变化与产物反应平衡氧分压可知,3种材料在该环境下同时发生氧化和碳化反应,高温镍基合金IN718表面腐蚀产物主要由Cr_(2)O_(3)构成,而耐热钢1Cr10Mo1NiWVNbN和Co3W3表面腐蚀产物为Fe_(2)O_(3)、Fe_(3)O_(4)和(Fe,Cr)_(3)O_(4),且碳化反应严重,形成Fe与Cr碳化物。由腐蚀增重、腐蚀产物和碳化产物厚度可知,该超临界CO_(2)环境下3种材料的抗腐蚀性能依次为:IN718>Co3W3>1Cr10Mo1NiWVNbN。

气轮机阀座堆焊司太立开裂原因分析

Stellite 6因其具有耐磨损、耐腐蚀、耐高温氧化的性能,常堆焊在汽轮机阀座的易磨损部位以提高阀座的耐磨性。但Stellke 6在物理性能、机械性能方面与阀座用材合金结构钢有较大的差异,堆焊过程中不严格控制工艺的话,容易出现裂纹、气孔等缺陷。文章对堆焊Stellite 6的汽轮机阀座开裂原因进行了分析,提出了堆焊Stellite 6工艺的改进措施。

国产涂料在核电汽轮机蒸汽侧应用的可行性研究

为了降低核电汽轮机对进口涂料的依赖,通过污染物分析、盐雾试验、紫外老化试验、焊缝强度和硬度测试等研究了国产涂料在核电汽轮机蒸汽侧应用的可行性。结果表明:国产涂料中汞(Hg)、六价铬Cr(VI)、氟(F)、氯(Cl)、硫(S)、砷(As)、亚硝酸根(NO2-)和铅(Pb)的含量均满足限值要求,不会诱发核电汽轮机蒸汽侧部件的应力腐蚀;国产涂料的硬度、冲击强度、附着力、柔韧性和耐热性与进口涂料相当,耐盐雾性和耐紫外老化性能略优于进口涂料;国产涂料对焊接试板硬度、冲击和弯曲性能均无不良影响,在核电汽轮机蒸汽侧应用是可行的。

镍基铸造高温合金Mar-M247的高温氧化行为

研究了某工业重型燃气轮机叶片材料Mar-M247合金在800℃和900℃的恒温氧化行为。结果表明,Mar-M247合金在两个试验温度下的氧化动力学符合抛物线规律,并且均为完全抗氧化级,Mar-M247合金的氧化激活能约为268.4 kJ·mol^-1,氧化过程主要是由Cr2O3的形成来控制。借助场发射扫描电镜和能谱对氧化层组成进行分析,结果表明,合金在800℃下氧化100 h后,氧化膜最外层为Cr2O3,中间层为TiO2以及少量Ta2O5与HfO2,内层为钉楔状的氧化物Al2O3;而900℃下氧化100 h后,氧化膜最外层是NiO和CoO,中间层为相对致密的Cr2O3和少量小块状不连续的TiO2、Ta2O5与HfO2,内层为尺寸较大的钉楔状氧化物Al2O3。内氧化区和贫化层区域随着氧化温度的升高而扩大。

海上风力发电机防腐蚀涂层体系评价

为了分析探讨不同底漆及其涂层体系应用于海上风力发电机的可行性,通过中性盐雾、耐磨性、紫外老化、循环腐蚀和户外暴露试验等研究了各涂层的防护性能。结果表明:P09~P12 4种富锌底漆在2 000 h中性盐雾试验后锈蚀、起泡和剥离等级均为0(S0),具有较好的耐盐雾腐蚀性;T08、T09、T12聚氨酯面漆的耐磨性均不低于1.3 L/μm,具有优良且性能接近的耐磨性;T07、T08、T10、T12面漆实验室紫外老化失光率未超过1级,具有较好的耐紫外老化性能;S12环氧富锌聚氨酯涂层体系在循环腐蚀以及户外暴露试验后仍具有6.75 MPa(舟山)以上的附着力,具有较好的耐腐蚀性能。不同厂家同类型油漆及其涂层体系在防护性能上仍存在差距,S12涂层体系具有较好的综合防护性能,可用于海上风力发电机的防腐蚀。

模拟不同浓度Cl^(-)对14Cr12Ni3WMoV不锈钢电化学腐蚀行为的影响

为了探明Cl^(-)浓度对汽轮机末级叶片常用钢腐蚀的影响,通过动电位极化法、电化学阻抗谱、Mott-Schottky曲线、激光共聚焦显微镜、扫描电镜等方法分析了在不同Cl^(-)浓度模拟溶液中14Cr12Ni3WMoV马氏体不锈钢的电化学腐蚀行为。结果表明:随着Cl^(-)浓度的不断增大,不锈钢钝化膜点缺陷增加,稳定性下降,点蚀敏感性增强,对材料基体的保护能力下降;不锈钢表面点蚀坑的孔径随着Cl^(-)浓度的增大会明显变大,但腐蚀坑的深度无明显升高,腐蚀坑更易沿材料表面发展;不锈钢发生点蚀时,材料中Fe,Cr,Ni,W,Mo,V等发生选择性溶解,Fe和Ni会以离子形式迁移至溶液中,而Cr,W,Mo,V则会以氧化物形式沉积在腐蚀坑内。

化学镀镍工艺在核电设备中的应用

本文介绍了化学镀镍在我厂核电产品上的成功应用，指出了在施镀过程中严格管理与控制的重要性和采取的有效措施。

pH对14Cr12Ni3WMoV不锈钢在含氯溶液中腐蚀行为的影响

通过开路电位、动电位极化、电化学阻抗谱、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)等分析手段研究了酸性含氯溶液pH的变化对汽轮机末级叶片用钢14Cr12Ni3WMoV电化学腐蚀行为的影响。结果表明:随着酸性含氯溶液pH的减小,材料表面阻抗减小,腐蚀速率和点蚀敏感性均增大;点蚀发生时,pH的减小会导致蚀坑沿纵向的发展减缓,而在无明显均匀腐蚀时其沿径向的发展加快;当溶液pH5时,不锈钢钝化膜主要由Fe和Cr相应的氧化物和氢氧化物组成,pH2时,钝化膜主要由Cr的氢氧化物、氧化物和高价态Mo6+的相应化合物组成,含氯溶液pH的减小,会显著加速不锈钢钝化膜中Fe的溶解,从而钝化膜的稳定性降低,材料的耐蚀性下降。

温度对14Cr12Ni3WMoV不锈钢在0.02 mol/LNaCl溶液中腐蚀行为的影响

采用开路电位、动电位极化、电化学阻抗谱等电化学测试方法,并结合激光共聚焦显微镜和扫描电镜能谱面扫描表征手段,研究了温度对汽轮机末级叶片用钢14Cr12Ni3WMoV在0.02 mol/L NaCl溶液中腐蚀行为的影响。结果表明:随着温度的升高,14Cr12Ni3WMoV不锈钢腐蚀倾向和腐蚀速率均增大,点蚀敏感性增强,自修复能力减弱,材料耐蚀性下降;材料表面点蚀坑随着温度的升高沿径向的发展变快,而沿纵向的发展减缓;点蚀发生时,材料发生选择性溶解,其中Fe和Ni溶解较快,而Cr、W、Mo和V因溶解缓慢在腐蚀坑内发生富集,并且温度的变化对Cr、W、Mo和V的富集没有明显影响。

2Cr-1Ni-1.2Mo-0.2V钢在NH_(4)H_(2)PO_(4)溶液中的电化学腐蚀行为研究

通过激光共聚焦显微镜、扫描电镜 (SEM)、能谱仪 (EDS)、X 射线衍射仪 (XRD)、X 射线光电子能谱(XPS)、开路电位、极化曲线、电化学阻抗谱等研究了NH_(4)H_(2)PO_(4)溶液浓度对2Cr-1Ni-1.2Mo-0.2V钢电化学腐蚀行为的影响。结果表明,随着NH_(4)H_(2)PO_(4)溶液浓度的增大,2Cr-1Ni-1.2Mo-0.2V钢的腐蚀速率先快速增大后缓慢增大;2Cr-1Ni-1.2Mo-0.2V钢仅在低浓度NH_(4)H_(2)PO_(4)溶液中萌发点蚀,一旦溶液浓度大于或等于30 mmol/L,材料腐蚀形态仅表现为均匀腐蚀;2Cr-1Ni-1.2Mo-0.2V钢表面腐蚀产物膜为双层结构,外层膜主要由Fe_(3)(PO_(4))_(2)、FeO_(4)组成,内层膜主要由Fe_(3)O_(4)构成;随着NH_(4)H_(2)PO_(4)溶液浓度的增大,外层膜覆盖度及致密度均提高,内层膜中Cr、Mo出现富集,一定程度抑制材料腐蚀。

重型燃机热部件热障涂层修复再制造关键技术及应用

重型燃气轮机是关乎国家能源安全、国防安全和工业竞争力的战略高技术装备,热障涂层是保障其核心热部件(透平叶片、涡轮盘、燃烧器等)服役安全与寿命的关键.长期以来,国外对我国严格封锁热部件热障涂层修复再制造技术、垄断我国燃机运维服务市场,不仅造成惊人的外汇损失,也对我国能源与国防安全构成巨大威胁.我国必须自主研发,突破重型燃机热部件热障涂层修复再制造关键核心技术,解决我国燃机研发体系的"卡脖子"难题.

表面状态对TC4钛合金的耐蚀性影响

利用透射电镜、能谱仪、激光共聚焦显微镜和X射线衍射仪分析了喷丸处理后TC4钛合金的表面形貌和粗糙度;采用动电位极化曲线、电化学阻抗谱和Mott-Schottky曲线对喷丸处理前后的TC4钛合金在3.5%NaCl溶液中的耐蚀性进行了分析。结果表明,与少量喷丸残留物相比,表面粗糙度对耐蚀性影响较大。抛光后的TC4钛合金腐蚀电流密度最低,容抗弧半径最大,钝化膜缺陷最少,耐蚀性最强。喷丸处理后,铸钢丸喷丸表面的钝化膜最稳定,耐蚀性相对较高。因此,光滑表面有助于形成均匀的钝化膜层,增加TC4钛合金的耐蚀性。

干湿比对CrNiMoV钢在120mmol/L NH_(4)H_(2)PO_(4)溶液中电化学腐蚀行为的影响

通过激光共聚焦显微镜(CLSM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、开路电位、电化学阻抗谱等研究了在外界温度为(25±2)℃,湿度为(55±5)%的空气中干燥,120 mmol/L NH_(4)H_(2)PO_(4)溶液中浸润的干湿交替环境下干湿比的变化对2Cr-1Ni-1.2Mo-0.2V钢和2Cr-4Ni-0.4Mo-0.1V钢的电化学腐蚀行为影响。结果表明:在干湿比为0、1/3、1、3条件下实验21 d后,两种钢发生均匀腐蚀和点蚀,且随着干湿比增大,两种钢的腐蚀速率增大,点蚀程度变大,但2Cr-1Ni-1.2Mo-0.2V钢的耐蚀性优于2Cr-4Ni-0.4Mo-0.1V钢。两种钢的腐蚀产物膜主要由Fe_(3)(PO_(4))_(2)、FePO_(4)、Fe_(2)O_(3)、FeOOH构成,且随着干湿比增大,FeOOH和Fe_(3)(PO_(4))_(2)含量减少,Fe_(2)O_(3)含量增多。随着干湿比的增大,两种钢的开路电位负移,电荷转移电阻变小,但2Cr-4Ni-0.4Mo-0.1V钢的腐蚀速率高于2Cr-1Ni-1.2Mo-0.2V钢。

Mar-M247高温合金900℃下的氧化行为研究

为探究燃气轮机用高温合金在服役环境中组织结构变化及其对合金氧化性能的影响,利用扫描电镜和能谱表征了MarM247镍基高温合金在900℃长时效后的显微组织,研究其在1000、3000、5000、8000h时效后的氧化性能。结果表明,时效1000h的氧化初期合金表面氧化物相变化较快,Al_(2)O_(3)氧化膜不完整,氧化膜增厚较快;随着氧化时间增加,富W氧化膜内生成大量孔洞和岛状不连续WO2,导致内层Al_(2)O_(3)膜界面发生剥落,外层氧化膜结构得到简化,内层Al_(2)O_(3)膜增厚且变得均匀;时效8000h后氧化层总厚度和内层Al_(2)O_(3)膜变化幅度明显减小,整个氧化膜结构趋于稳定。由于内层保护性Al_(2)O_(3)膜的增厚和结构均匀连续,使得合金的氧化性能提高。

海上型风力发电系统涂装体系研究

通过附着力、中性盐雾、耐磨性、紫外老化、循环腐蚀和户外暴露实验等研究了6种不同涂料体系的防护性能,分析了它们在海上型风力发电系统涂装的可行性。结果表明:S03和S04两种环氧富锌聚氨酯涂层体系在循环腐蚀以及户外挂片实验后仍具有5 MPa以上的附着力;P04和P06两种富锌底漆锈蚀和起泡等级均为1级(S2),且锈蚀蔓延宽度不超过2.70 mm,具有较好的耐盐雾腐蚀和抗腐蚀扩展性能;T01～T04和T06共5种聚氨酯面漆的耐磨性均大于1.0 L/μm,具有优良的耐磨性;紫外加速老化过程中,T01～T04这4种聚氨酯面漆失光率均未超过1级,具有较好的耐紫外老化和耐腐蚀性能。不同厂家同类型油漆在防护性能上仍存在较大差距,S04涂层体系具有较好的综合防护性能,推荐用于海上风力发电系统的涂装防腐。

表层纳米化对钛合金电化学腐蚀影响的研究进展

表层纳米化处理可以改变材料表层的组织结构,提高材料的表面性能,而钛合金综合性能优异,有着广泛的应用,可以通过表层纳米化技术在钛合金表层制备出一定厚度的纳米层,进一步提升钛合金的耐腐蚀性能。本文介绍了表层纳米化技术和钛合金表层纳米化的作用机理,并综述了目前国内外表层纳米化对钛合金电化学腐蚀影响的研究进展,重点阐述了表层纳米化后钛合金的表面状态、成分、残余应力和微观结构对耐蚀性的影响,探索了钛合金表层纳米化今后的研究方向。

1Cr12Ni3Mo2VN不锈钢的电化学腐蚀行为

为探究氯离子环境下阳极极化对于马氏体不锈钢的腐蚀行为、再钝化行为的影响,采用循环极化、恒电位极化、电化学阻抗谱等电化学测试方法,并利用激光共聚焦显微镜、扫描电镜、能谱仪和X射线光电子能谱等手段研究阳极极化电位对1Cr12Ni3Mo2VN不锈钢耐蚀性的影响,分析了材料点蚀与再钝化的行为过程,以及耐蚀性与钝化膜成分的关系。结果表明,钝化区低电位下极化时表面不发生点蚀,钝化膜中Cr_(2)O_(3)、Fe_(2)O_(3)含量占比增加而氢氧化物减少,增强了钝化膜的稳定性,材料耐蚀性提高;钝化区高电位下极化时电化学阻抗谱低频区出现感抗弧,材料表面形成稳态点蚀,蚀孔呈半椭球形,蚀孔内表层Cr、Mo含量升高而Fe、Ni含量降低;在混合电位下降至保护电位后发生再钝化现象,修复后的钝化膜较薄,阻抗值减小,点蚀敏感性增加。