ZrO_2/316L不锈钢复合材料的SEM分析

采用热压（ＨＰ）烧结法制备了ＺｒＯ２／３１６Ｌ不锈钢复合材料．利用三点弯曲、单边切口梁(ＳＥＮＢ）等方法测定了材料的力学性能．通过扫描电镜(ＳＥＭ）现察复合材料的显微组织结构，研究 分析了材料在静载荷下的断裂机理．

316L不锈钢在Cl^(-)与SO_(4)^(2-)协同作用下的腐蚀行为研究

为了降低腐蚀对海洋油气管道正常运行的危害,利用电化学试验中的交流阻抗技术以及循化极化技术研究了模拟南海海洋环境中Cl^(-)与SO_(4)^(2-)的协同作用对316L不锈钢腐蚀行为的影响,并结合扫描电子显微镜(SEM)对316L不锈钢表面的腐蚀形貌进行表征。结果表明,当SO_(4)^(2-)含量恒定时,Cl^(-)含量的升高会使容抗弧半径、极化电阻R_(p)以及点蚀电位E_(b)均降低,当Cl^(-)含量从0升至50 g/L时,316L不锈钢表面出现了明显的腐蚀情况。当Cl^(-)含量恒定时,SO_(4)^(2-)含量的升高会使容抗弧半径、R_(p)以及E_(b)值均减小,同时试件表面的腐蚀坑直径扩大,深度出现逐渐加深的情况。

ARZ陶瓷颗粒增强316L不锈钢复合材料的制备及性能

采用粉末冶金工艺制备了Al_(2)O_(3)增强ZrO_(2)(alumina reinforced zirconia,ARZ)陶瓷颗粒增强316L不锈钢(316L不锈钢/ARZ)复合材料,研究了ARZ陶瓷颗粒体积分数对316L不锈钢/ARZ复合材料的微观组织、相对密度、硬度、耐磨性的影响。结果表明:当ARZ陶瓷颗粒体积分数为20%时,复合材料的相对密度达到97.53%,与不锈钢基体相当;继续加入ARZ陶瓷,陶瓷颗粒发生团聚降低了复合材料相对密度。316L不锈钢/ARZ复合材料的硬度随着ARZ陶瓷颗粒体积分数的增高而增大,当ARZ陶瓷颗粒的体积分数为60%时,复合材料的硬度达到最大值HRB 96.8。复合材料耐磨性优于不锈钢基体,其中含有体积分数为60%ARZ陶瓷颗粒的复合材料体积磨损率较基体减少了4.2倍;随着ARZ陶瓷颗粒含量的增加,复合材料的耐磨性提高,复合材料的磨损机理主要为316L不锈钢的剥落。

316L不锈钢在不同浓度Cl^(-)和CO_(2)条件下的腐蚀行为

为了探明在辽河油田采出水环境中Cl^(-)和CO_(2)对316L不锈钢腐蚀行为的影响,通过浸泡实验、交流阻抗(EIS)和极化曲线技术分别研究了不同Cl^(-)浓度和CO_(2)分压对316L不锈钢的影响,其中Cl^(-)浓度梯度为0,0.0300,0.0515,0.0700 mol/L,CO_(2)分压为0.2,0.4,0.6 MPa,并结合X射线衍射技术(XRD)对腐蚀产物进行了分析。结果表明:Cl^(-)浓度的增大使容抗弧直径减小,弥散指数降低,腐蚀情况加剧;容抗弧的直径随着CO_(2)分压的增大先变小后变大,弥散指数先降低后升高,腐蚀情况先加剧后减缓。这是由于Cl^(-)会破坏316L表面的钝化膜,而CO_(2)会与基体反应生成FeCO_(3),随着CO_(2)分压升高,FeCO_(3)保护膜愈加致密。

TiO_(2)的微观形貌对316L不锈钢的光电化学阴极保护性能的影响研究

通过控制水热反应过程中的钛酸四丁酯的浓度,有效调控了TiO_(2)光电极的形貌,同时研究了形貌对316L不锈钢的光电化学阴极保护性能的影响。实验结果表明,钛酸四丁酯的加入量为1.25mL时,TiO_(2)-2具有最大的光致电位降和光致电流密度,表明其对316L不锈钢具有最优的光电化学阴极保护性,电化学阻抗谱的结果表明,载流子的迁移能力的提升是其光电化学阴极保护性能提升的主要原因。

TiO_(2)/MgIn_(2)S_(4)异质结光电极对316L不锈钢的光电化学阴极保护性能的影响研究

本文首先通过水热法制备了TiO_(2)纳米片光电极,进一步通过二次水热在TiO_(2)纳米片制备了MgIn_(2)S_(4)纳米花,通过控制MgIn_(2)S_(4)水热反应的温度制备了系列TiO_(2)/MgIn_(2)S_(4)-X异质结光电极,同时研究了异质结光电极对316L不锈钢的光电化学阴极保护性能。实验结果表明,随着水热温度的提升TiO_(2)/MgIn_(2)S_(4)-X异质结对316L不锈钢的光电化学阴极保护性能不断提升,在水热温度为200℃时,TiO_(2)/MgIn_(2)S_(4)-200的光电化学阴极保护性能最佳。

聚苯胺-TiO2复合膜对316L不锈钢耐蚀性能的影响

以苯胺单体和纳米TiO2胶体溶液为电解液,采用电化学聚合法在316L不锈钢表面合成了聚苯胺(PANI)膜和PANI-TiO2复合膜,并利用扫描电镜、X射线衍射等检测手段对PANI-TiO2复合膜的316L不锈钢表面进行了表征,用循环伏安法和动电位极化曲线研究不同pH值下苯胺聚合的效果及不同TiO2含量对316L不锈钢耐蚀性能的影响。结果表明,在pH为2.5的条件下,聚苯胺的聚合效果最好;相比于单一聚苯胺膜,PANI-TiO2复合膜对316L不锈钢具有更好的保护性能。当TiO2添加量为1.5 g时,制备的复合膜对提高316L不锈钢的耐蚀性效果最佳,其腐蚀电位为-0.55 V。

HA/316L不锈钢对称功能梯度生物复合材料的力学性能

采用干粉叠层法和热压工艺制备HA／316L不锈钢对称功能梯度生物复合材料，使用三点弯曲法测定HA／316L不锈钢对称功能梯度生物复合材料试样的抗弯强度和弹性模量，并借助扫描电子显微镜对试样对表面形貌和微观结构进行观察和表征，利用场发射高分辨扫描电子显微镜对试样进行元素线扫描分析。研究结果表明：通过控制HA粉末的含量（体积分数）在20％-40％之间时，所得复合材料的抗弯强度和弹性模量分别与人体骨的强度和模量相匹配，得到生物力学相容性好的复合材料；HA／316L不锈钢复合材料各梯度层之间过渡自然，没有明显的宏观界面、缺陷和裂纹等，梯度层内部和界面处两相分布均匀，且各成分均呈现连续的梯度分布，界面结合紧密。

HA(ZrO_(2))/316L不锈钢纤维对称功能梯度生物材料

制备了HA(ZrO2)/316L不锈钢纤维对称功能梯度材料(FGM),316L不锈钢纤维的含量(体积分数)按20%→10%→0→10%→20%呈轴向对称梯度变化.分析了材料的微观结构和微区元素含量,研究了材料的性能与316L不锈钢纤维含量的关系.结果表明,在HA(ZrO2)/316L不锈钢纤维对称FGM中,316L不锈钢纤维在微观上呈无序和均匀分布状态,它被包裹于HA(ZrO2)基体中,两者紧密结合.316L不锈钢纤维与HA(ZrO2)基体间的界面表现为部分凹凸不平,紧紧地咬合在一起.在FGM基体中发生了微量的韧化相Fe元素扩散,在韧化相316L不锈钢纤维不发生基体相Ca、P元素的扩散,基体与韧化相之间不发生化学反应.随着316L不锈钢纤维含量的增加,HA(ZrO2)/316L不锈钢纤维复合材料的断裂韧性和弹性模量逐渐增加,体现了FGM中各梯度层的力学性能缓和设计.按Miao模型计算HA(ZrO2)/316L不锈钢纤维FGM中的残余热应力为515MPa,FGM的增韧机理主要为纤维的拔出增韧和层间的裂纹偏转增韧.

TiC/316L不锈钢复合材料的高温氧化行为

采用粉末冶金法制备TiC/316L不锈钢复合材料（TiC质量分数为10%），研究该复合材料在700~900℃空气中的恒温氧化行为，分析氧化温度和氧化时间对其氧化行为的影响，并对氧化膜表面的相组成、形貌以及氧化机制进行分析。结果表明：在700~900℃氧化条件下，TiC/316L不锈钢复合材料表面形成的氧化膜以TiO2、Cr2O3、Fe3O4和FeCr2O4为主要组成相，且随氧化时间的延长，TiO2和FeCr2O4的衍射峰逐渐变强，试样在900℃氧化时，氧化膜中的Fe3O4会进一步与O2反应生成Fe2O3。温度从700℃升高至900℃，氧化膜表面铁的氧化物由细条状变为片状，继而发展成短柱状；而Ti的氧化物由大块结状发展成颗粒状，并且颗粒的尺寸随温度的升高而增大。

等离子增材制造WC-316L梯度复合材料的组织与性能

采用等离子体增材制造技术,以不同比例的WC-316L不锈钢粉末为熔覆材料,在Q235钢基体上逐层制造出WC-316L块体梯度复合材料。块体材料从下到上,WC粉末的比例逐渐从0增加到40%。采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、X射线衍射仪、显微硬度计、摩擦磨损试验机等设备对材料的组织结构和性能进行了研究。结果表明,块体材料由下至上组织结构与性能各不相同,底层组织为γ-Fe基体和网状的α-Fe。随着WC的加入,材料出现Fe_(3)W_(3)C、W_(2)C、WC等物相。WC颗粒部分溶解,游离态的W、C原子可与基体元素反应形成碳化物并消除了网状的α-Fe组织。块体材料的硬度值呈不均匀分布,整体上从下向上呈递增趋势。块体顶部平均硬度可达600 HV,耐磨性良好。

316L不锈钢与CaSiO_3复合材料选择性激光熔化制备工艺

以纳米CaSiO_3粉末和316L不锈钢粉末为原料,利用高能球磨和选择性激光熔化(SLM)技术成功制备出316L/n CaSiO_3医用复合材料,并对其进行微观组织观察及力学性能测试。结果显示,复合材料中CaSiO_3含量是决定产品最终结构缺陷与稳定性的一个重要因素。在SLM过程中,扫描速度和激光功率决定了熔融是否充分完全,熔融不充分会使样品中产生大量缺陷,熔融过度会使样品性能不稳定。另外,增加激光功率,减小扫描速度,可以有效地提高样品的致密度。综合考虑,选用316L不锈钢/5CaSiO_3(CaSiO_3的质量分数为5%)复合材料,在160 W,400 mm/s条件下制备的样品性能稳定。

Y_(2)O_(3)对316L不锈钢激光熔覆层耐磨性和耐蚀性的影响

采用半导体激光器在316L不锈钢基体表面熔覆不同质量百分比Y_(2)O_(3)的316L不锈钢粉末。采用金相显微镜、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对熔覆层的组织和物相成分进行分析,同时对熔覆层的耐蚀性和耐磨性能进行试验。结果表明:该熔覆层由γ-(Fe,Ni)固溶体和CrFe_(7)C_(0.45)碳化物等物相组成,熔覆层从上到下依次分布着等轴晶、柱状晶和平面晶。Y元素主要在晶界处偏聚,少量弥散分布在晶内。添加Y2O3能明显提高316L不锈钢熔覆层的耐蚀性和耐磨性,但是添加Y2O3超过一定含量对熔覆层的耐蚀性和耐磨性的强化效果降低。

316L不锈钢CO_(2)输送管线的垢下腐蚀行为

为明确316L不锈钢CO_(2)输送管线的垢下腐蚀行为,在模拟垢下腐蚀环境中对316L不锈钢进行了电化学测试及高温高压浸泡试验。结果表明:砂垢和碳酸钙垢均会增加316L不锈钢的垢下腐蚀敏感性,削弱其再钝化能力,砂垢会导致亚稳态点蚀发生,较厚的碳酸钙垢会降低该不锈钢的自腐蚀电位;在100℃、5 MPa CO_(2)环境中,316L不锈钢对垢下腐蚀具有较好的耐受度,但是,当沉积垢与材料形成合适的狭缝时,其具有一定的垢下腐蚀风险。对于高温高含CO_(2)的316L不锈钢管线需注意防垢、除垢问题。

445J2超纯铁素体不锈钢和316L超低碳奥氏体不锈钢在溴化锂溶液的点蚀分析

445J2铁素体不锈钢由于高的导热率、低的热膨胀系数以及良好的耐蚀性能使得其作为溴冷机中一些部件的良好候选材料,本文采用电化学测试方法对比研究了445J2超纯铁素体不锈钢(/%:0.01C,22.5Cr,1.9Mo,0.27Nb,0.20Ti,0.09Al,0.36Cu,0.015P,0.001S,0.015N)和316L奥氏体不锈钢(/%:0.002C,16.8Cr,10.19Ni,2.02Mo,0.025P,0.0008S)在20~60℃0.1~1M的溴化锂溶液中的点蚀行为,并采用扫描电镜(SEM)和能谱分析仪(EDS)对电化学结果进行表征。结果表明,随着LiBr温度和浓度的升高,两种钢腐蚀电流密度增大,点蚀电位降低,耐点蚀性变差;氧化物和硫化物夹杂会引起两种钢的点蚀;高含量的Cr以及Mo、Ti、Nb、Al等合金元素使445J2钢具有优异的耐点蚀性能。

316L不锈钢在硫酸溶液中腐蚀行为的研究

采用浸泡和电化学试验方法对316L不锈钢在不同浓度、温度H_(2)SO_(4)溶液中的腐蚀行为进行研究。通过观察不锈钢的表面腐蚀形貌,腐蚀速率与动电位极化曲线,分析其在硫酸溶液中的腐蚀特性。结果表明,316L不锈钢在20℃下5%H_(2)SO_(4)溶液中浸泡48d后,其表面会出现腐蚀坑点;而在同一温度下,随着H_(2)SO_(4)溶液浓度的提高,自腐蚀电流密度逐渐降低;但在同一浓度下,随着温度的升高,自腐蚀电流密度不断地增大,其耐腐蚀性能降低。

TiO_2/316L不锈钢薄膜电极在NaCl溶液中的耐腐蚀性能

应用sol-gel法和提拉技术于316L不锈钢表面构筑纳米TiO2薄膜,再经水热后处理以消除膜中的细小龟裂.SEM和XRD技术表征膜的形貌和厚度,线性极化法分别考察膜厚度、pH、和Cl浓度对纳米膜电极耐腐蚀性能影响.电化学交流阻抗检测纳米TiO2膜在0.5mol/L NaCl溶液中的阻抗随浸泡时间的变化,光电子能谱技术测定了经浸泡1008 h后的纳米膜中各元素相对百分含量和价态.结果表明:在中性或碱性条件下,厚度为375～464 nm的纳米膜其耐腐蚀性随浸泡时间的延长呈现初期增加而后稳定,浸泡48 h后腐蚀电流较之浸泡初期降低2个数量级,耐腐蚀电阻增加2个数量级,在浸泡1 008 h内没有发现腐蚀的产物,Fe是以原子态扩散到膜中.

含CO_2气田用316L奥氏体不锈钢的应用边界条件

结合含CO_2气田的实际工况,在模拟气田冷凝水、气田水溶液中对316L奥氏体不锈钢焊接接头在不同温度、pH值、氯离子质量浓度、加载应力条件下的抗氯化物应力腐蚀开裂性能进行了研究,提出了含CO_2气田用316L奥氏体不锈钢管的应用边界条件。结果表明:316L奥氏体不锈钢在含CO_2气田中使用时,随pH值的不同,温度、氯离子质量浓度的应用边界条件会发生变化。

316L不锈钢表面溶胶-凝胶法制备TiO_2薄膜

为提高316L不锈钢的生物相容性,采用溶胶-凝胶法在316L不锈钢上制备了TiO2薄膜,研究了改性前后316L不锈钢的耐腐蚀性及血液相容性。采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)表征了退火温度对TiO2微观结构的影响;采用电化学工作站测试了涂覆TiO2薄膜前后材料在模拟体液中的耐腐蚀性能;基于接触角测试结果,研究了退火温度对TiO2薄膜亲/疏水性能的影响,计算了TiO2薄膜的表面能及薄膜材料与血液的界面张力。结果表明:400℃和500℃退火的TiO2薄膜晶化为完整的锐钛矿结构,表面结构致密,接触角分别为76.9°和80.1°,在模拟体液中的自腐蚀电流分别为4.04μA/cm2和6.33μA/cm2,与血液间的界面张力远小于316L不锈钢。锐钛矿结构的TiO2薄膜具有良好的耐腐蚀性及血液相容性。

纳米SrFe_(12)O_(19)磁性能对NiTi合金、316L不锈钢血液相容性的影响

用溶胶凝胶法制备纳米SrFe12O19磁性粉末,并用磁强计检测SrFe12O19粉末的磁性能,在NiTi合金、316L不锈钢表面用溶胶凝胶法制备含SrFe12O19磁性粉末的TiO2薄膜,并用X射线衍射仪分析薄膜成分。测试不同层数薄膜的微磁场强度,并对这些薄膜测定动态凝血时间和溶血率,以研究不同的表面微磁场强度对材料血液相容性的影响。结果表明:材料表面的微磁场强度愈高,材料血液相容性愈好。