稀土元素Ce对AISI 410钢膏剂渗硼层组织与性能的影响

钢的表面强化技术在各个工业领域的应用都具有重要的实际意义。渗硼技术是最经济的选择之一,然而,该技术存在的主要问题是难以获得厚且致密的渗硼层。为解决这一问题,在AISI 410不锈钢表面进行了添加6 mass%的CeO_(2)的膏剂渗硼处理。采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射、摩擦磨损实验和电化学工作站等研究了渗硼层的组织、物相和耐蚀耐磨性能。结果表明:渗硼层的显微组织由外到内分别是FeB和Fe_(2)B。在渗硼剂中添加CeO_(2)可以使AISI 410不锈钢基体表面产生更厚、更致密的渗硼层,从而提高其耐磨性和耐蚀性。稀土元素铈的催化机理可以归结为两个方面。首先,添加CeO_(2)可以参与渗硼过程中的化学反应,从而产生更活跃的硼原子。二是由于Ce原子尺寸大,扩散到钢表面会产生严重的晶格畸变,从而促进了硼原子的扩散。

稀土CeO_(2)增强65Mn钢渗硼层的耐蚀性与抗磨性能

在700℃下对65Mn钢进行稀土硼共渗处理,利用金相显微镜以及能量散射光谱(EDS)研究其表面渗层的微观结构特征,分析其对耐蚀性和耐磨性的影响,并与常规850℃下渗硼处理进行对比。采用腐蚀实验和磨损实验,评估了CeO_(2)增强的65Mn钢渗硼层在含肥土壤环境中的耐蚀性和抗磨性能。实验结果表明,引入CeO_(2)纳米颗粒后渗层的结构更加均匀致密,这对提升渗硼层的耐蚀性和抗磨性能具有显著的改善效果。腐蚀测试结果表明,稀土硼共渗渗层表面没有出现裂纹,保持完整且致密,界面未见腐蚀迹象。磨损测试结果表明,稀土硼共渗渗层体积磨损量为常规渗硼处理的18.09%。

硼对装饰用不锈钢组织与耐蚀性的影响

通过金相显微镜、扫描电镜和电化学工作站等设备,研究了固溶态和时效态无硼和含硼(质量分数0.004%)不锈钢的显微组织和耐蚀性。结果表明:固溶态无硼不锈钢和含硼不锈钢的组织都为单一奥氏体,时效态不锈钢中会析出σ相,硼的添加有助于改善不锈钢中富钼σ相的存在形式;相较于无硼不锈钢,含硼不锈钢的自腐蚀电位更正,腐蚀电流密度、点蚀电位和腐蚀速率更小,表明其具有更好的耐蚀性;与无硼不锈钢比,相同热处理条件下含硼不锈钢的容抗弧半径和相位角更大、钝化膜电阻更小;随着时效时间延长,无硼不锈钢与含硼不锈钢的电荷转移电阻和钝化膜电阻都逐渐减小,双电层电容和钝化膜电容都逐渐增大;含硼不锈钢的耐点蚀性能优于无硼不锈钢,这主要与硼加入后改善了不锈钢中σ相的存在形式,提高了钝化膜的致密度和稳定性有关。

硼对HAl77－2铝黄铜组织和腐蚀性能的影响

利用静态腐蚀、ＸＲＤ、ＩＣＰ和电化学测试等手段研究了加Ｂ、加Ａｓ、Ｂ的ＨＡｌ７７－２铝黄铜的组织和腐蚀行为结果表明，Ｂ能提高ＨＡｌ７７－２铝黄铜耐蚀性，尤其是抗选择性腐蚀的能力；Ｂ和Ａｓ联合加入，几乎能完全抑制脱锌腐蚀；

硼对HAl77─2铝黄铜的组织和耐磨蚀性能的影响

利用ＸＲＤ、腐蚀磨损和冲蚀等实验手段对加Ｂ的ＨＡｌ７７－２铝黄铜组织和磨蚀性能进行了研究。实验结果表明：ＨＡｌ７７－２铝黄铜加Ｂ后，无论含Ａｓ与否，均能使之晶粒细化，硬度提高，抗腐蚀磨损和冲蚀性能得到明显改善。并确定了ＨＡｌ７７－２铝黄铜的最佳硼含量。

微量硼对镁合金耐腐蚀性能的影响

镁合金中加入微量硼,可以细化晶粒,但硼对镁合金耐腐蚀性能的影响,国内外未见报道。通过测定自腐蚀电位、极化曲线、盐雾腐蚀速率和对盐雾腐蚀试样表面形貌扫描等技术,研究了微量硼对镁合金(Mg7Al0.4Zn0.2Mn)耐腐蚀性能的影响。结果表明:微量硼的加入显著细化了镁合金的组织和晶粒,从而提高了其自腐蚀电位,降低了盐雾腐蚀速率,使耐腐蚀性能得以改善;当硼的加入量为0.15%时,镁合金的自腐蚀电位比未加时约提高25mV,腐蚀速率比未加时降低317%。

加硼铝青铜的组织和性能

系统地研究了硼对Ｃｕ－Ａｌ合金的组织、力学性能、腐蚀和腐蚀磨损等性能的影响．实验结果表明：硼能细化Ｃｕ－Ａｌ合金的组织，提高强度和硬度，但塑性略有下降；抗选择性腐蚀和耐腐蚀磨损性能也得到明显改善；对用提高铝青铜的耐蚀机理作了分析．

强韧化65Mn钢低温稀土硼共渗层的组织和性能

在700℃下对强韧化处理(淬火-中温回火)后的65Mn钢进行了低温稀土硼共渗处理,研究了其表面渗层的微观形貌、耐磨性和耐蚀性,并与850℃下常规渗硼后再进行同样强韧化处理的65Mn钢进行了对比。结果表明:相对于常规渗硼后再进行强韧化处理而言,对65Mn钢先进行强韧化处理再进行低温稀土硼共渗处理所获得的渗层组织更加均匀致密,且未见常规渗硼后再进行强韧化处理所存在的表层及界面区疏松现象;同时,所获渗层在相同实验条件下的耐磨性和耐蚀性均得到明显提高,其体积磨损量仅为常规渗硼后再进行强韧化处理的17.86%,且无论在表面还是界面均未见腐蚀痕迹。

Ni-Cr合金在三价铬水溶液中的电沉积

Al基体上电镀Ni-Cr合金可以大幅度改善其防护性能，为此以铝为基体，以柠檬酸为配位体，在三价铬的硫酸盐-氯化物镀液中电沉积了光亮平滑、质量优良、与基体结合良好、Cr含量为1．4％～26．0％、厚度为10～30 μm、最大电流效率可达58．0％的Ni-Cr合金镀层。研究了电流密度、温度、pH值、CrCl3浓度等参数对电流效率和镀层厚度的影响。电位滴定显示，镀液的缓冲能力良好；阴极极化曲线表明，Ni-Cr合金的电沉积符合Tafel方程。SEM形貌观察发现，Ni-Cr合金表面布满了均匀密集的球形小颗粒；通过XRD检测确定，Ni-Cr合金为晶体结构，Cr含量升高使晶粒变小；Ni-Cr镀层的耐蚀性较好，Cr含量的升高有利于耐蚀性的提高。

45钢渗硼工艺对渗层组织与性能的影响

研究了渗硼温度、保温时间和渗硼剂配方对45钢渗硼层组织和性能的影响。结果表明:在给定实验条件下,渗硼层组织致密,硼化物呈针齿状楔入基体,与基体结合牢固;渗硼层厚度随渗硼温度的升高、保温时间的延长而增加。相比而言,温度对渗硼层厚度的影响大于时间的影响;渗硼层中FeB相使表面硬度显著提高;渗硼层抗盐酸、硫酸、氢氧化钠腐蚀性优良。

钪、锆和锶复合微合金化铸态镍铝青铜的显微组织与性能

采用硬度测试、金相观察、扫描电镜、能谱分析及腐蚀和摩擦实验的方法,研究钪、锆和锶对铸态镍铝青铜的硬度、组织、耐腐蚀性能和摩擦磨损性能的影响。结果表明:与未微合金化铸态镍铝青铜(Cu-8.57Al-5.3Fe-4.6Ni-1.07Mn-0.63Zn)相比,钪、锆和锶复合微合金化铸态镍铝青铜(Cu-9.97Al-5.4Fe-4.52Ni-1.05Mn-0.62Zn-0.045Zr-0.029Sr-0.057Sc)的相组成没有显著变化,都由α相、β相(高温相)和κ相组成,且各相均显著细化,合金硬度从212.1HV提高到240.7HV;由于组织细化,合金内优先发生腐蚀的共析组织(α+κⅢ相),其腐蚀通道产生概率降低,从而在3.5%NaCl水溶液中的均匀腐蚀和电化学腐蚀速率分别降低了.2%和17.8%(微合金化后的腐蚀速率分别为0.023 mm/a和0.231 mm/a);摩擦因数降低了23.4%(微合金化后的摩擦因数为0.019 3)。

锆和锶对铸态镍铝青铜组织与性能的影响

借助显微硬度计、光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射分析、腐蚀实验和拉伸测试等手段,研究了锆、锶复合微合金化铸态镍铝青铜的硬度、组织、耐蚀性能和力学性能。结果表明:与未微合金化铸态镍铝青铜(Cu-8.87Al-5.22Fe-4.48Ni-1.08Mn-0.53Zn)相比,锆、锶复合微合金化铸态镍铝青铜(Cu-9.86Al-5.84Fe-4.46Ni-1.03Mn-0.6Zn-0.048Zr-0.03Sr)的相组成没有显著变化,都由α相、β相、γ2相和κ相组成。但是微合金化镍铝青铜的α相和κIV相显著细化,共析组织(α相+κIII相)也大幅细化,合金硬度从212.1 HV提高到216 HV。由于腐蚀优先发生在共析区域内,而共析组织的细化降低了其产生连续腐蚀通道的概率,促进了合金的均匀腐蚀性能和电化学腐蚀性能的全面提高(在3.5%Na Cl水溶液中均匀腐蚀速率和电化学腐蚀速率分别降低2.9%和49.6%);晶粒细化和颗粒弥散强化提高了微合金化镍铝青铜的力学性能,其抗拉强度和屈服强度分别提高到676.6 MPa和260.3 MPa(分别提高4.06%和4.07%)。

含镁、锶、钛和硼铸态锰黄铜的组织与性能

试制了一种含镁、锶、钛和硼的新型铸态锰黄铜,测试并分析了其显微组织、硬度、均匀腐蚀性能、电化学腐蚀性能、摩擦磨损性能以及力学性能。结果表明,与未微合金化铸态锰黄铜(Cu-38.74Zn-0.81Al-1.25Mn-0.72Fe-0.22N)i相比,镁、锶、钛和硼复合微合金化铸态锰黄铜(Cu-37.72Zn-1.36Al-1.53Mn-0.7Fe-0.17Ni-0.079Mg-0.014Sr-0.023Ti-0.0048B)的α相显著细化,由块状变为针状或点状,其硬度由HV154.8提高到HV172.8;由于组织细化降低了贯通腐蚀通道产生的概率,均匀腐蚀速率下降了8.3%,自腐蚀电位由-0.382 77 V升高到-0.236 26 V;硬度的提高以及组织的细化使其摩擦系数下降了11.9%;抗拉强度、屈服强度和伸长率分别提高了12.1%、41.4%和7.8%(微合金化锰黄铜的抗拉强度和伸长率分别为522.3 MPa、297 MPa和24%)。

负向电压对海洋平台铝合金钻探管表面微弧氧化膜组织和耐蚀性影响

目的提高海洋平台铝合金钻探管的耐腐蚀性能。方法采用微弧氧化技术,在海洋平台钻探管用2A12铝合金表面制备氧化铝陶瓷膜。通过盐雾试验,研究负向电压对微弧氧化膜耐腐蚀性的影响,并通过扫描电子显微镜和光学显微镜对微弧氧化膜的微观形貌、组织结构进行分析。结果在微弧氧化处理过程中,随着负电压的升高,微弧氧化膜表面的孔径先增大后减小,膜表面变光滑。在一定负电压范围内,Al_2O_3相的含量随负电压的升高先增加,当负电压达到一极限值后,Al_2O_3相随负电压的升高而减少。负电压的增大能提高微弧氧化膜的耐腐蚀性,当负电压由8 V升高至24 V时,腐蚀速率由0.005 68g/(dm2·h)降低至0.000 28 g/(dm2·h),前者是后者的20倍;当负电压为4 V时,部分膜层剥落,腐蚀严重;当负电压增至24 V时,有效延缓了微弧氧化膜的腐蚀程度。结论在微弧氧化处理过程中,负电压对微弧氧化膜的制备有较大影响,增大负电压能有效提高微弧氧化膜的耐腐蚀性,此外基体本身所含的Fe、S等杂质是影响微弧氧化膜的主要因素。

HAl77-2铝黄铜耐脱锌腐蚀性能的研究

利用正交试验的设计方法,采用静态腐蚀试验、电化学和扫描电镜的试验和检测方法对添加了不同含量B、Sn、Ce元素的HAl77-2铝黄铜的耐脱锌腐蚀性能进行了研究。结果表明:B、Sn和Ce对提高HAl77-2铝黄铜的耐脱锌腐蚀性能都有一定的影响,影响程度顺序:B>Sn>Ce。其中,当添加量为0.05%B、0.5%Sn和0.15%Ce时,其耐脱锌腐蚀性能最佳。

9P-150型膨化机膨化头用12Ni马氏体时效钢渗硼硬度及耐腐蚀性研究

为了改善9P-150型膨化机膨化头的表面耐磨性和耐蚀性,以12Ni马氏体时效钢作为基体,利用固体渗硼和渗后热处理对其表面进行处理,并采用金相、XRD、显微硬度、拉伸、耐蚀性能等方法研究了渗硼及渗硼后热处理对12Ni马氏体时效钢渗硼层组织和性能的影响。结果表明:渗硼后热处理未改变渗硼层的微观组织(依然为板条马氏体),但会使其微观组织细化,进而使合金的强度和硬度明显提高,具有一定的耐蚀性。

硼铸铁QPQ盐浴氮化的组织与性能研究

对硼铸铁分别在540、560、580℃下采用1.5、2.5、3.5、4.5 h的渗氮时间进行QPQ盐浴氮化处理,用电子显微镜观察了盐浴氮化后的金相组织,测试了氮化层厚度,并通过划痕硬度试验、显微硬度试验、耐腐蚀试验和磨损试验,测试了试样经QPQ盐浴氮化的硬度、耐腐蚀性和耐磨性。结果表明,随着氮化时间的增长和氮化温度的提高,氮化层厚度随之增加,硼铸铁经QPQ盐浴复合处理后试样表面形成高硬度、高耐磨性能的氮化物层,组织和性能稳定,表层硬度、耐腐蚀性和耐磨性明显提高。与未处理试样相比显微硬度提高了77.38%,耐磨性提高4.2倍,耐腐蚀性能提高600倍。QPQ盐浴氮化处理是提高硼铸铁硬度、耐磨性和使用寿命的有效手段。

挤压道次对航空用工业纯铝ECAP组织和性能的影响

采用等通道转角挤压(ECAP)方法加工航空用工业纯铝以形成细晶结构,对其组织、力学性能以及腐蚀性能进行了测试,研究挤压道次对工业纯铝组织和性能的影响。结果表明:ECAP加工后工业纯铝试样基体晶粒变长并细化。随挤压道次(7道次前)增加,其拉伸强度与表面硬度上升,伸长率降低。经过ECAP加工后,试样腐蚀电位提高,点蚀电位正移,耐蚀性能得到改善。工业纯铝试样ECAP后表面属于点蚀类型,并随挤压道次增加,腐蚀区的数量逐渐降低。

B元素对Cr-Ni-Mo-Mn系药芯焊丝堆焊金属组织结构的影响

在自保护堆焊药芯焊丝药粉中加入不同含量的碳化硼(B4C)粉体获得了不同硼(B)元素含量的堆焊层。金相组织观察发现,堆焊层基体为奥氏体和马氏体复合组织结构,晶界处断续分布着(Mo,Cr,Fe,Nb)2B共晶产物,通过固溶强化作用可提高堆焊层的硬度和耐磨性,但存在亚稳定相δ-铁素体,造成堆焊层开裂。经500℃时效处理后,组织中δ-铁素体会转变为σ-铁素体,可有效防止堆焊层开裂,同时提高堆焊层硬度和耐磨性。粉体中碳化硼(B4C)的最佳加入量为1.5%,最高硬度值为47 HRC,相对耐磨性较不加B元素药芯焊丝获得的堆焊层提高3倍。使用该堆焊材料修复的截止阀使用寿命得到延长,同时具有良好的耐腐蚀性,较高的经济价值。