模拟海洋环境下GH4169合金电化学行为

GH4169合金是一种高温合金,具有优越的耐腐蚀特性,为探究合金在海洋装备上的应用,本课题研究了其在高盐度海洋环境中的电化学行为。利用光学显微镜、扫描电镜和能谱分析研究了GH4169合金的微观结构,利用电化学工作站研究了GH4169合金在2.0 g/ml、2.5 g/ml、3.0 g/ml、3.5 g/ml NaCl溶液中的电化学行为。实验结果表明:GH4169合金经1000℃×1h、水淬,以及780℃×3h固溶处理后微观组织主要为奥氏体γ相,等轴晶粒,晶粒中存在细小弥散的第二相颗粒(γ′相、γ″相);随Na Cl溶液浓度的增加,GH4169合金的耐腐蚀性能逐渐降低、自腐蚀电位逐渐变负、自腐蚀电流密度逐渐增大,其中3.5 g/ml NaCl溶液中分别为-0.251 V和9.552e-8A;抗腐蚀性能的降低主要是由于海洋环境中Cl-对金属表面钝化层的破坏导致的。

高低温交替海洋环境Ti6Al4V合金的腐蚀损伤机理

目的探究高低温交替海洋服役环境中Ti6Al4V合金的腐蚀损伤失效过程,揭示高温氧化、沉积盐膜、频繁启动工作模式耦合作用下合金的腐蚀损伤与退化机理。方法采用高温氧化、高温氧化-盐雾交替和高温氧化-海水浸泡交替试验方法,对Ti6Al4V合金腐蚀失效行为进行了全面评估;利用X-射线衍射仪(XRD)、X-射线光电子能谱仪(XPS)与扫描电子显微镜(SEM)等微尺度检测分析仪器,全面解析了合金损伤失效过程中表面物相结构、腐蚀产物成分及表/截面形貌特征。结果650℃氧化400 h后,Ti6Al4V合金表面氧化层(TiO_(2)+Al_(2)O_(3))生长致密且均匀;经50循环高温氧化-盐雾交替试验后,Ti6Al4V合金遭受加速腐蚀损伤,表面存在明显点蚀,氧化层出现分层剥落;经50循环高温氧化-海水浸泡试验后,Ti6Al4V合金腐蚀损伤进一步加速,但氧化层生长迅速,整体增重达5.167 mg/cm^(2)。结论高温氧化过程中Ti6Al4V合金表面氧化层呈缓慢均匀生长特征,具有优良的抗氧化性。高低温交替工作模式加速了氧化膜快速生长与结构破坏,Cl^(-)的浓度对Ti6Al4V合金表面氧化层的降解具有显著驱动作用,且Cl^(-)浓度越高腐蚀降解越严重。随着样品表面氧化层的致密性和完整性被破坏,混合盐逐渐侵入氧化层内部,加剧了氯化物的挥发,表明Ti6Al4V合金在高低温交替环境下抗腐蚀性较差。

高温合金钢污着生物的调查

调查了高温合金钢表面污着生物的种类、组成和生物量，并对调查结果作初步分析．结果表明，１８０铁合金、１８１镍合金和１８２镍合金３种高温合金钢在海中浸泡７ａ之后记录有９种附着动物，无藻类附着，其中布纹藤壶（Ｂａｌａｎｕｓａｍｐｈｉｔｒｉｔａｃｏｍｍｕｎｉｓｄａｒｗｉｎ）和多室草苔虫（Ｂｕｇｕｌａｎｅｒｔｉ－ｎａｌｉｎｎａｅｕｓ）是优势种，高温合金钢挂板上记录２种珊瑚：石花虫（Ｔｅｌｅｓｔｏｓｐ）和米氏齿珊瑚（Ｏｕｌａｎｇｌａ，ｓｔｏｃｋｅｓｉａｎａｍｉｌｔｏｎｉＹａｂｅｅｔＥｇｕｃｈｉ）固着于试板．初步分析高温合金钢在海中除轻微腐蚀外还有不同程度的防止某些生物附着的能力．

船用主动力燃机加强筋裂纹的修复

根据引进的美国船用燃气轮机某处产生贯穿性裂纹的位置结构特点 ,充分考虑了其在焊接修复过程中的工艺性 ,采用了适当的修复方案及保护措施 。

高湿热海洋环境低合金结构钢腐蚀研究进展

21世纪是海洋的世纪,发展海洋工程材料、建设海洋工程强国是推进和实施国家海洋战略的重要内容。南海是中国海上战略要地,也是建设“海上丝绸之路”十分突出的战略支点,具有重要的战略意义。南海海洋环境是一个复杂多变的环境,不同的海域、不同的腐蚀区域、不同的材料所对应的腐蚀行为与机理都不尽相同。而南海高温、高湿的极端环境相较其他海域更为恶劣,对材料的腐蚀行为具有较大的影响,对低合金结构用钢的寿命和可靠性提出了更高要求,对于高湿热海洋环境下低合金船体结构用钢研究的重要性日益凸显。主要介绍了南海高湿热环境下船体结构用钢的耐蚀性评价方法与耐蚀性改进方法。耐蚀性评价方法包括以周浸试验为主的模拟腐蚀加速试验与相关性分析,提出了目前针对南海高湿热环境的模拟腐蚀加速试验在腐蚀介质、温度、湿度、试样尺寸等试验参数设置不统一的问题,阐述了灰关联度分析法、秩相关系数法及神经网络模型等相关性分析方法。耐蚀性改进方法包括合金成分优化、夹杂物改性与组织调控等,总结了Ni、Cr、Cu、Sb、Sn等耐蚀合金元素在高湿热环境下对材料腐蚀行为的影响及作用效果,提出了夹杂物改性方法与微观组织调控在南海环境应用的可能性。为高湿热海洋环境船体结构用钢的后续研究和实际应用提供参考。

低合金钢在模拟海洋低温环境下的电偶腐蚀研究

为研究低温环境下(0~20℃),温度的变化对低电位差耦合体系电偶腐蚀效应的影响,采用电化学方法、失重法和形貌观测法研究了907A钢、921A钢和980钢构成的低电位差三金属耦合体系在不同温度的海洋环境下的电偶腐蚀行为。结果表明:在不同温度的环境下,907A钢作为三金属偶对体系的阳极,921A钢、980钢为阴极,随着温度的上升,907A钢的电偶腐蚀系数增大。此外,低电位差的电偶对(<60 mV)之间也存在严重的电偶腐蚀,电偶效应加速了作为阳极金属907A钢的小孔腐蚀,增加了海洋装备的失效风险。在低电位差的多金属耦接件的使用过程中须进行涂层与阴极保护完全防护。