HR-2不锈钢室温熔盐镀铝

为在不锈钢表面制备铝化物阻氚渗透层奠定基础,采用AlCl3-MEIC(氯化1-甲基3-乙基咪唑)室温熔盐在HR-2不锈钢表面进行镀铝实验,主要研究镀前处理方式,电流密度对镀层的形貌、结合力、纯度的影响。结果表明,采用AlCl3-MEIC室温熔盐体系在HR-2不锈钢上镀铝是可行的。传统的酸洗镀前处理能得到质量较高的镀层,但界面结合不好;电化学清洗镀前处理后可制得结合良好的高质量镀层。纯白色铝镀层表面光滑、均匀、致密,呈现有一定棱角的球形颗粒状生长特性。镀层颗粒尺寸随电流密度的增加而增大。较优的电流密度范围为10～20mAcm-2,电镀时间至少40min。

HR-2不锈钢表面渗Al涂层的制备

为避免制备温度过高引起基体性能退化,采用了室温熔盐电镀与热处理复合技术在HR-2不锈钢上进行了渗Al涂层制备研究,并对涂层的形貌、结构和成分进行了表征.结果表明,利用该技术制备渗Al涂层是可行的;经500℃和700℃两种温度下热处理,成功制得成分渐变、冶金结合且无缝隙和裂纹的10—15μmm厚渗Al涂层.经700℃下2h热处理后,渗Al涂层与基体无明显界面,依次由(Fe,Cr.Mn,Ni)_2Al5,(Fe,Cr,Mn,Ni)Al和(Fe,Cr,Mn,Ni)_3Al3层组成;与700℃热处理后不同,经500℃下10 h热处理后,渗Al涂层与基体间界面明显,由内外两层组成.

酸性介质中HR-2不锈钢表面活性的SECM三维图像表征研究

采用扫描电化学显微镜(SECM),面扫描与线性扫描技术相结合,研究了HR-2不锈钢在0.5 mol/LH_2SO_4+0.1 mol/L NaCl溶液中的腐蚀行为。结果表明:HR-2不锈钢在该溶液中的开路电位、活化电位及钝化区电位分别为:-0.4V、-0.23V、0.0V～0.8V,基底保持开路电位和活化电位时,探头最大电流为9.5 nA和35.2 nA,基底形成钝化膜后探头电流明显减小;当探头电位为-0.2V时能有效氧化基底产生的H_2,0.6V时能有效氧化基底反应产生的Fe^(2+),探头-基底间距为20μm时,可较好地表征基底活性;当溶液中硫脲浓度为0.75 mmol/L时,有最佳的缓蚀作用。

氯化铁溶液中316L和HR-2不锈钢的腐蚀行为研究

分别采用浸泡腐蚀实验、电化学测试技术、扫描电化学显微镜(SECM)分析技术和慢应变速率拉伸(SSRT)及应力腐蚀(SCC)实验方法对比研究了316L和HR-2奥氏体不锈钢在三氯化铁溶液中的腐蚀行为,并探讨了腐蚀机理。结果表明,不受力条件下316L和HR-2不锈钢的耐腐蚀性能均较好,316L钢呈现出较轻的点腐蚀现象。在动态拉应力作用下,316L和HR-2不锈钢均表现出较高的应力腐蚀开裂敏感性,原因是拉应力促进了不锈钢表面钝化膜的破裂,加速应力腐蚀裂纹的萌生和扩展。316L不锈钢的SCC敏感性稍高于HR-2不锈钢,归因于316L不锈钢点蚀敏感性稍高,因而表面钝化膜在动态拉伸载荷作用下更易于破裂。

激光选区熔化致密度预测模型建立与工艺验证

致密度是评价增材制造成型件性能的重要参数之一,而高致密度成型件对应的工艺参数需要大量实验研究获得。针对该问题,建立了基于工艺参数的熔池致密度预测模型,能够有效地预测熔合不良引起的孔隙,进而为激光选区熔化工艺参数的选择和优化提供更多的参考。模型采用有限元分析和数值计算软件获得熔池尺寸以及模拟多层多道次的熔池拼接形貌,并预测工艺参数对应的致密度。同时在熔池预测模型中引入了波动系数、偏转角度以及层间扫描转角,以此兼顾熔池尺寸波动、熔池倾斜以及层间扫描转角对熔池模拟结果的影响。最终,通过HR-2不锈钢选区激光熔化试验对预测模型的可行性进行验证。结果表明,模型预测结果与成型件熔池试验结果吻合较好,致密度预测结果与实测偏差在2%以内。