7050铝合金硬质阳极氧化膜热带海洋大气环境耐蚀性能研究

目的 研究7050铝合金硬质阳极氧化膜在热带海洋大气环境下的耐蚀性能变化规律。方法 在7050铝合金表面制备硬质阳极氧化膜,然后采用不封闭、沸水封闭与铬酸盐封闭3种后处理方式进行处理。采用实验室多因素组合循环模拟试验方式与热带海洋大气环境户外直接暴露对试样开展耐蚀性能试验。通过外观、极化曲线、电化学阻抗谱方法,分析其耐蚀性能变化规律。结果 硬质阳极氧化膜不封闭处理的耐蚀性较差,实验室多因素组合循环试验第1循环后表面就出现白色腐蚀产物,评级为5/2xA。户外暴露试验12个月后,不封闭处理膜层的自腐蚀电位为?814.88 mV,自腐蚀电流密度为0.307µA/cm²;沸水封闭膜层的自腐蚀电位为?717.86 mV,自腐蚀电流密度为0.177 µA/cm²;重铬酸盐封闭膜层的自腐蚀电位为?703.33 mV,自腐蚀电流密度为3.82×10^?2 µA/cm²。户外暴露12个月后,不封闭处理、沸水封闭处理与重铬酸盐封闭处理膜层在0.01 Hz的阻抗模值分别为1.04×10⁵、1.51×10⁵、4.76×10⁵ Ω.cm²。结论 封闭处理能提升7050铝合金硬质阳极氧化膜的耐蚀性能,且重铬酸盐封闭后的耐蚀性能优于沸水封闭后的耐蚀性能。     

青岛海洋环境碳纤维复合材料与低合金钢电偶腐蚀研究

目的 探究碳纤维复合材料在舰船应用时与金属材料的电偶腐蚀问题。方法 针对一种典型舰船用碳纤维增强乙烯基树脂复合材料,在青岛海洋大气环境下开展0.5、1、1.5、2 a期的自然曝晒试验,进而采用电化学分析手段考察其与低合金钢的电偶腐蚀效应,结合老化机制探究碳纤维复合材料的老化行为对其与钢电偶腐蚀的影响。结果及结论 在青岛大气环境曝晒不同周期的复合材料试样,开路电位与低合金钢相差较大,存在较高的电偶腐蚀倾向。随曝晒时间的延长,复合材料表面微裂纹不断产生、扩展,导致电化学反应活性点增多,两者电偶电流密度随之增大。在青岛海洋大气环境下暴露2 a后,碳纤维增强乙烯基树脂复合材料与低合金钢的电偶电流为0.356 9 μA/cm²,两者的电偶腐蚀敏感性达到B级。     

钛合金紧固件用铝涂层抗电偶腐蚀行为研究

目的研究铝涂层对钛合金紧固件连接铝构件时抗电偶腐蚀的作用。方法采用电偶腐蚀电流、开路电位、极化曲线、电化学交流阻抗等电化学测试技术,分析评价了钛合金紧固件表面用铝涂层的抗电偶腐蚀性能。结果无涂层TC4钛合金和2024铝合金组成的电偶对存在严重的电偶腐蚀;TC4钛合金表面制备铝涂层后,自腐蚀电位从-267 V升高到213 V,表面电阻从771.6Ω升高到2.59×10~8Ω,与2024铝合金组成电偶对的电偶电流密度从80.51μA/cm~2下降到0.45μA/cm~2,其电偶腐蚀等级为B。结论铝涂层可以有效地防止电偶腐蚀。     

TC4钛合金厚板电偶腐蚀与防护研究

目的研究TC4钛合金厚板与铝合金、钢之间发生电偶腐蚀的敏感性。方法通过测定TC4钛合金厚板与铝合金、钢组成的电偶对的电偶电流方法,研究TC4钛合金厚板与上述异种材料之间发生电偶腐蚀的敏感性。结果 TC4钛合金厚板与铝合金、钢接触时极易发生电偶腐蚀,不能直接接触使用,必须采取有效的防护措施。对钛合金和铝合金进行阳极氧化处理,可降低电偶腐蚀敏感性;对钛合金进行阳极氧化处理,同时对钢进行电镀镉-钛处理可以在一定程度上降低电偶腐蚀敏感性。结论 TC4钛合金厚板与铝合金及钢的电偶腐蚀敏感性高,表面处理可以有效降低异种材料的电偶腐蚀敏感性。     

改性环氧有机涂层的电偶腐蚀行为模拟分析

目的 实现二氧化钛-还原氧化石墨烯改性环氧防腐涂层在海洋工程应用下的电偶腐蚀行为分析。方法 以还原氧化石墨烯、二氧化钛为纳米填料,制备改性环氧防腐涂层,并以此涂层为模型,利用有限元计算软件,研究改性环氧涂层存在微观缺陷情况下,涂层抑制金属电偶腐蚀的作用规律。结果 改性环氧涂层可以有效抑制金属电偶腐蚀问题。计算研究了缺陷涂层在不同孔洞宽度和分布状态下,涂层对电偶腐蚀的抑制程度。当缺陷涂层孔洞宽度为500 μm,阴阳面积比为2︰1时,电位差最小为1.05×10^–6 V,可以有效抑制电偶腐蚀。结论 二氧化钛-还原氧化石墨烯的添加,可以填补涂层空隙,阻碍水渗透,有效提高环氧涂层的防腐性能。利用有限元模拟计算可得,涂层破损时会发生局部严重腐蚀,最终造成工程结构的失效。     

Q345钢在不同pH值人工海水中的电偶腐蚀行为研究

目的 研究不同pH值的人工海水环境中电偶腐蚀对金属的影响。方法 利用自行设计的可拆卸电极,采用浸泡法和电化学方法,结合宏观和微观腐蚀形貌,对Q345钢在不同pH人工海水中的电偶腐蚀行为进行分析。结果 在浸泡初期,不同pH值海水环境中电连接电极间的电位差相差较小,不易发生电偶腐蚀;浸泡至14 d,电极间的电位差相差较大,这表明不同电连接电极之间发生明显的电偶腐蚀。与自腐蚀相比,pH为7.50和8.40的电偶腐蚀的腐蚀电位较大,腐蚀电流密度较小,腐蚀产物膜电阻Rp较大,说明在pH值为7.50和8.40时,电连接电极间的腐蚀以自腐蚀为主。在pH值为7.80和8.70时,电连接电极间发生明显的电偶腐蚀。自腐蚀电极表面的腐蚀产物较少,锈层结构疏松。电偶腐蚀中,在pH为7.50和8.40的电极表面的腐蚀产物较少,锈层结构致密;pH为7.80和8.70的电极表面的腐蚀产物较多,锈层结构比较疏松。结论 通过研究2种腐蚀行为的差异,分析pH值的不同对电偶腐蚀的影响,为海洋环境金属材料的腐蚀防护提供数据支持。     

不同离子注入工艺对45CrMoVE结构钢性能影响研究

目的 通过分析不同元素离子注入对结构钢耐腐蚀能力及力学性能的影响,筛选出最佳注入元素,以改善45CrMoVE结构钢的表面组成,提高其耐腐蚀性能。方法 基于前期研究工艺,开展Mo、Co、Ta、Ti等离子注入技术研究。将注入离子后的结构钢试样放入NaCl溶液中,分析不同元素离子注入对结构钢腐蚀电位的影响,结合盐雾腐蚀试验,研究不同离子注入对结构钢耐腐蚀性能的影响,同时结合X射线衍射技术和力学性能测试,对结构钢试样表面层的物相进行分析,研究离子注入对结构钢力学性能的影响。结果 氯化钠溶液在注入Mo离子后的自然腐蚀电位最高、最正,当基体材料中注入的Mo剂量为3×10¹⁷atoms/cm²时,腐蚀电位接近0.5 V,腐蚀电流最小。注入Mo离子后,试片的耐盐雾腐蚀性能最好。Mo离子与结构钢中的C原子相结合,在结构钢表面层形成较多的MoC和Mo2C等碳化物,提高了结构钢的耐腐蚀性能。离子注入层厚度尺寸小,注入离子后基本不改变基体材料的表面形貌和宏观力学性能。结论 离子注入能够有效改善结构钢的耐腐蚀性能,对于45CrMoVE结构钢试样,当注入3×10¹⁷atoms/cm²剂量的Mo离子、注入能量为130 keV时,离子注入对45CrMoVE结构钢耐腐蚀能力的改善效果最佳。     

T700碳纤维环氧树脂复合材料与2A12铝合金电偶腐蚀研究

目的研究电偶腐蚀行为。方法根据飞机服役过程中面临的典型气候条件,对T700碳纤维环氧树脂复合材料与2A12铝合金连接在不同环境温度(0,10,20,30,40℃)、不同p H值(3,5,7)和不同质量分数(3.5%,7%,10%Na Cl溶液)电解质溶液条件下进行电偶腐蚀实验,并分析各参数对电偶腐蚀的影响规律和电偶腐蚀对材料的影响。结果随着电解质溶液温度、Na Cl浓度的升高和p H值(限酸性环境)的降低,腐蚀电流逐渐增大。结论电偶腐蚀过程对复合材料影响不大,铝合金腐蚀破坏加重。     

不锈钢与船体钢在海水中的电偶腐蚀行为研究

目的 研究不锈钢与船体钢在天然海水中的电偶腐蚀行为,为不锈钢的应用提供数据支撑。方法 利用电化学设备研究不锈钢与船体钢在天然海水中的自腐蚀和电偶腐蚀行为,并结合质量损失和腐蚀形貌研究阴阳极面积比对电偶腐蚀敏感性的影响。结果 2种金属的自腐蚀电位相差600 mV,电偶腐蚀倾向严重。当二者发生电偶腐蚀时,不锈钢作阴极,船体钢作阳极。随着不锈钢与船体钢阴阳极面积比的减小,船体钢的腐蚀速率和平均腐蚀深度减小,不锈钢的腐蚀形貌则不受面积比的影响。结论 在实际工程中,可通过增加阳极材料面积的方法来降低电偶腐蚀效应的影响。     

管流电氧化杀藻及其影响要素

对藻种类、电流密度、电极材料、细胞密度和流量对电化学氧化杀藻的影响进行了研究.实验结果显示,铜绿微囊藻比水华鱼腥藻对电化学氧化更为敏感,藻的种类和形状对杀藻效果存在影响.使用普通镀锌水管、铜水管和钛管作为阴极进行实验,发现阴极材料对结果影响不大,而阳极对杀藻效果影响较大,钌钛电极效果明显好于钛电极.电流密度对杀藻效果影响很大,电流密度为1mA.cm^-2时,杀藻效果不明显,当电流密度大于2.5mA.cm^-2时,杀藻效果开始非常显著.细胞密度是影响杀藻效果的重要因素,在5mA.cm^-2下,低密度(6×10⁸个/L)水样的光密度值下降明显比高密度(6×10⁹个/L)水样快.水样在反应器中的流量对结果影响不大.     

钛合金海水管路系统材料腐蚀特性研究

目的为钛合金海水管路材料体系提供可靠的基础腐蚀性能数据,开展了一系列对比研究试验。方法筛选铜镍合金与钛合金海水管路体系主体材料各两种,开展海水腐蚀浸泡试验与海水腐蚀电化学试验,来获取两类海水管路体系本征腐蚀性能。结果钛合金在静态海水浸泡30天没有腐蚀质量损失,自腐蚀电位及稳定电位较正,自腐蚀电流较小,耐腐蚀性较好;铜镍合金在静态海水中浸泡有腐蚀产物及腐蚀质量损失,自腐蚀电位较钛合金负,且自腐蚀电流较大,耐蚀性能较钛合金差。结论钛合金在海水中有良好的耐蚀性,适合有长寿命要求的大型舰船使用。     

钛合金筒形件的旋压

通过不同的工艺实例验证钛合金筒形件旋压加工的可行性,将摸索的加工经验运用于其他钛合金零件的旋压加工中并取得成功。     

铝合金框开裂的失效分析

某型铝合金框使用不久后,在其表面发现裂纹.通过对铝合金框裂纹断口进行宏微观观察、能谱分析以及显微材料的组织分析,确定了其开裂的性质和原因.结果表明,裂纹断口上存在大量呈泥纹花样的氧化物和氯化物的腐蚀产物,铝合金框的开裂为应力腐蚀开裂.由于铝合金框内表面局部区域涂漆较薄或缺乏保护,使得该框在工作应力和外界介质的协同作用下...     

镁合金的塑性加工技术

分析了镁合金的塑性变形特点及应用前景 ,阐述了镁合金塑性加工研究现状及在材料、性能和加工制造方面的发展方向 ,分析了镁合金挤压、锻造、冲压、胀形等变形特点及工艺关键。讨论了镁合金的各种加工性能和环境影响 ,总结了镁合金塑性加工技术的最新进展     

RE对慢冷条件下B319铝合金组织性能的影响

利用等离子发射光谱仪、能谱仪、差分扫描量热仪 (DSC)以及金相分析等手段 ,研究了稀土 (RE)对慢冷条件下B319铝合金组织和性能的影响。研究结果表明 ,在铸件冷却速度为0 .3℃ /s的慢冷条件下 ,B319铝熔体中加入 0 .15 %RE ,可以使硅相得到一定程度的变质。随着RE加入量的增加 ,合金的抗拉强度和延伸率得以提高 ,当RE含量为 0 .15 %时 ,相对于未加RE时的情况 ,σb 和δ分别增加了 14 %和 2 3.5 %。当RE含量大于 0 .15 %时 ,出现富稀土的块状金属间化合物Ti2LaAl2 0 ,使合金的机械性能 ,尤其是塑性降低     

镁合金净化技术研究

利用金相分析、电镜、岛津材料试验机等方法研究了不同净化工艺对镁合金力学性能、组织、断口形貌的影响。结果表明 ,对于AZ91镁合金 ,精炼剂的用量不宜超过 3 .5 % ,浇注温度应控制在 72 0～ 730℃。采用熔剂、吹氩和过滤的复合净化处理工艺可以有效清除镁熔体中的夹杂物和气孔 ,使镁合金的性能得到极大的提高。经复合净化处理后的AZ91的σb和δ可分别达到 2 0 6 .1MPa和 5 .2 1 %。金相观察表明 ,净化处理对金相组织无明显的影响 ,不改变AZ91镁合金的断裂机理 ,断口均成准解理断裂     

铝合金微动疲劳研究及展望

微动疲劳广泛存在于航空航天等各种机械构件中,加速构件接触表面及表层裂纹的萌生与扩展,微动是导致构件多裂纹损伤的主要原因之一。由于海军飞机服役环境的复杂性,铝合金构件腐蚀相当严重,腐蚀对航空铝合金材料微动疲劳的影响是研究微动疲劳时要考虑的重要因素。总结了国内外铝合金微动疲劳研究现状,阐述了研究存在的主要问题,对飞机构件铝合金材料微动疲劳的研究进行了展望。     

1420Al-Li合金超塑特性及微成形

采用最大载荷法研究了 14 2 0Al Li合金的超塑特性 ,根据试验获得的超塑特性参数 ,采用两种形式的模具对 14 2 0Al Li合金的微成形性进行了研究。分析了成形压力、保压时间对微成形的影响 ,采用扫描电镜和金相显微镜分析了成形件的微观形貌 ,更好地理解了材料在微成形时的行为。     

合金钢螺栓海洋气候环境适应性研究

目的研究海洋气候环境对合金钢螺栓的影响。方法开展合金钢螺栓海南万宁试验站为期24个月的远海户外暴露试验,通过环境扫描电镜(ESEM)和自带的能谱仪(EDS)、拉伸和疲劳力学性能试验机、动电位极化(PC)研究合金钢螺栓力学性能、宏观形貌、微观形貌和腐蚀产物变化。结果户外暴露24个月后,合金钢螺栓破坏剪力下降了3.4%,破坏拉力下降了7.7%,疲劳寿命下降了41.3%。结论合金钢户外暴露24个月后发生全面腐蚀,腐蚀对螺栓破坏拉力及破坏剪力性能影响不大,对螺栓疲劳寿命下降影响较大。     

钛合金盖板弯曲工艺改进措施

介绍了盖板的弯曲工艺 ,对普遍存在的钛合金难成形这一科研难题进行了分析 ,并实施了改进措施 ,对同类材料的成形加工具有一定的参考价值