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。     

异种结构材料电偶腐蚀及防护技术的研究现状及发展方向

从包括阴阳极、电位、偶对间距在内的材料自身因素,以及包括含氧量、温度、流动状态在内的环境因素两个方面,综述了异种结构材料电偶腐蚀的主要影响因素。探讨了目前国内外针对异种结构材料电偶腐蚀预防措施的研究现状,对比了国内外针对设计制造阶段和服役使用阶段的不同电偶腐蚀预防措施,最后指出我国在电偶腐蚀预防方面,规范、标准和措施匮乏以及存在的其他问题,并为接下来电偶腐蚀及防护技术的发展方向提出了建议,指出需要进一步研究实际结构因素对异种材料电偶腐蚀的影响机理和规律,并提出典型耦接件的腐蚀防护技术途径。     

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。     

薄液膜下铝合金与不锈钢电偶腐蚀研究

目的研究与不锈钢偶接时铝合金的腐蚀行为与机理。方法依据ASTM G149标准制备电偶试样,在循环盐雾箱中模拟薄液膜下2024铝合金与316L不锈钢之间的电偶腐蚀过程,分别在腐蚀6,12,18,24,30 d后取出试样,进行质量损失分析、截面与点蚀坑形貌分析、以及电化学阻抗谱测试。结果偶接之后2024铝合金的质量损失量是非偶接条件下的将近10倍。偶接后2024铝合金在腐蚀6 d后就形成了约20μm厚的腐蚀产物层,且随着腐蚀时间的增加,腐蚀产物层越来越致密,越来越厚。偶接后点蚀坑则主要在横向扩展,在纵深方向扩展较小。结论电偶作用不仅加速了铝合金的腐蚀,还改变了其腐蚀过程,而且这种作用在腐蚀的初期不明显,在腐蚀后期较为显著。     

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。     

316L与X65在模拟流动地层水中电偶腐蚀行为

目的研究316L与X65在模拟流动地层水中电偶腐蚀行为,方法进行复合管材料X65和316L耦合在模拟流动地层水饱和CO2环境中的浸泡实验,通过电化学工作站测量电偶电流、电偶电位、开路电位及试样在不同温度和流速下极化曲线和交流阻抗图谱,另外通过电子扫描显微镜观察腐蚀形貌,对复合管电偶腐蚀行为进行分析。结果在模拟流速为0,0.2 m/s地层水中,X65耦合后的腐蚀速率分别为0.883,1.169 mm/a。结论 X65阳极反应极化程度较小,316L的阴极反应过程是整体反应速度的控制步骤。X65表面不仅发生阳极溶解,还伴随阴极反应。     

基于边界元方法的缓蚀剂对结构电偶腐蚀缓蚀效果研究

目的研究THFS-10软膜缓蚀剂和THFS-15长效硬膜缓蚀剂在海洋环境下对于海军某型装备结构电偶腐蚀的缓蚀效果。方法采用等效浸泡测量法,得到ZL115-T5铸铝合金、30Cr Mn Si A钢以及C41500海军黄铜在不同条件下的极化曲线和交流阻抗谱。以此为边界条件,基于边界元方法,对涂覆缓蚀剂后结构的电偶腐蚀行为进行仿真,对比分析两种缓蚀剂对该异种金属连接结构电偶腐蚀的缓蚀效果。结果 THFS-15能够显著减轻上述三种不同材料偶合时的电偶腐蚀,THFS-10则在在一定程度上加速了三者之间的电偶腐蚀。结论根据仿真结果,给出了THFS-10和THFS-15两种缓蚀剂的具体使用建议和注意事项。     

飞机用铝合金-CFRP搭接结构的电偶腐蚀预测研究

目的通过有限元仿真,预测飞机复合材料-铝合金搭接试件可能产生的腐蚀部位和腐蚀深度。方法采用动电位极化的方法,测得温度为40℃的5%NaCl溶液中铝合金和复合材料两种材料的极化曲线。以极化曲线及其拟合的电化学动力学参数作为边界条件,建立电偶腐蚀仿真模型。通过模型计算,分别得到两种材料的腐蚀预测结果,将其结果与实验室腐蚀试验结果进行对比。结果电偶试件模型预测得到的电偶电位值与实验测量得到的电偶电位值对比误差为4.2%。搭接试件的腐蚀部位为偶接处3 mm内,其腐蚀分布与搭接件电偶腐蚀模型预测的电位分布规律基本一致,腐蚀深度的预测值和腐蚀实验的实测值对比误差为12.5%。结论该研究的仿真预测结果与试验结果在一定程度上具有一致性,证明了仿真模型的正确性。     

电偶腐蚀研究方法综述

从研究方法角度综述了电偶腐蚀的研究进展,包括失重法、形貌观察法、传统电化学测量技术等常见的电偶腐蚀研究方法。另外,着重介绍了丝束电极、扫描开尔文电极、扫描振动电极、微区电化学阻抗等微区电化学测试技术和有限元多物理场数值模拟仿真技术等新技术在电偶腐蚀研究中的应用,并对以上方法在电偶腐蚀研究中的应用情况和局限性进行了比较详尽的总结。最后针对复杂电偶腐蚀体系研究方法与思路,提出了自己的建议,进行了分析与展望。     

钝化金属深海环境电偶腐蚀性能研究

根据美国深海环境试验取得的数据和我国表层海水取得的数据,可知钛合金TA2与不锈钢SS316在海洋环境中无电偶腐蚀倾向,实际使用中SS316却出现了严重的电偶腐蚀。针对这一问题,在深海和模拟深海环境中对TA2和SS316的电偶腐蚀性能进行了研究,结果表明,静态下TA2和SS316无电偶腐蚀产生;当两种金属相互摩擦使SS316钝化膜破损时,产生电偶腐蚀,SS316为偶对中的阳极,会加速腐蚀。     

海洋环境中电偶腐蚀研究进展

从影响因素和微区电化学技术2个方面详细论述了海洋环境中电偶腐蚀的研究现状,分析了电位差、面积比和温度等主要因素对电偶腐蚀规律的影响.简要介绍了开尔文探针、阵列电极、扫描微电极等微区电化学测量技术在电偶腐蚀研究中的应用,并对今后的电偶腐蚀研究方向进行了展望.     

服役环境下镁合金材料腐蚀的研究

通过对服役环境中镁合金材料出现的腐蚀问题的分析,认为点蚀、电偶腐蚀及腐蚀疲劳是镁合金材料腐蚀的主要形式,并对其研究情况进行了总结。同时,对大量的国内外有关资料进行研究,认为电偶腐蚀和腐蚀疲劳的特点及机理的研究将成为进一步研究镁合金腐蚀的重点。     

钛合金和95~#钢的电偶腐蚀研究

目的研究3%(以质量分数计)NaCl溶液中钛合金与95#钢的面积比以及它们之间的偶对间距对95#钢的电偶腐蚀行为。方法测量不同阴阳极面积比和不同偶对间距的电偶电流密度、电偶电位曲以及钢的腐蚀速率。结果偶对间距从24 mm减少到12 mm,降低50%,而腐蚀速率约增加34~45倍。结论电偶腐蚀速率随阴阳极面积比的增大而升高,随着偶对间距的增大而降低。     

铜合金在模拟深海低温条件下的电偶腐蚀行为研究

目的研究管路铜合金在模拟深海低温条件下的电偶腐蚀行为。方法对舰船常用的管路材料B10合金与管路泵阀材料镍铝青铜偶接后的电偶电位和电偶电流进行监测,对其电偶腐蚀速率和系数进行计算,评价电偶腐蚀敏感性。最后,结合动电位极化曲线的测量探讨温度对偶对阴阳极铜合金腐蚀行为的影响。结果 B10合金为偶合阴极,受到保护,而镍铝青铜为偶合阳极,加速腐蚀。在深海低温条件下,偶对的电偶腐蚀效应和腐蚀速率均较低,表现出轻度电偶腐蚀敏感性。结论温度的降低一方面会减缓B10合金Cu2O钝化膜中Ni的占位,降低膜层电位,同时减缓镍铝青铜的脱Al腐蚀,从而缩小了两者自腐蚀电位的差异,降低电偶腐蚀效应;另一方面,温度的降低会减缓阳离子向溶液本体中的迁移,造成腐蚀产物在电极表面的积累,抑制阳极溶解过程,也会大幅降低氧的扩散速率,造成阴极反应阻力的增大,降低电偶腐蚀速率。     

海洋环境下7A52铝合金电偶腐蚀行为研究

通过电偶序测试,对3.5%（质量分数）NaCl水溶液中7A52的腐蚀倾向进行了预测;通过对不同金属耦合的电偶电流与电偶电压的测试,验证了阳极电偶腐蚀效应,得到了电偶腐蚀过程受阴极控制的结论;通过对7A52与5A06在不同面积比情况下偶合电偶电流的测试,发现电偶电流与面积比呈线性关系。     

模拟海水管路的电偶效应数值仿真研究

目的 研究钛合金模拟海水管路与船体间在不同电连接方式下的电位以及腐蚀电流密度分布,明确防腐措施。方法 针对钛合金模拟海水管路与船体结构,基于有限元建立仿真模型,开展两者的电偶效应数值仿真计算,重点研究两者电连接状态、接触界面绝缘状态和所有结构体单元绝缘状态的电位和电流密度分布情况。结果 在船体钢与钛合金管路系统电连接时,船体钢处于加速腐蚀状态,且与海水管路交界面处腐蚀最为严重,而海水管路处于阴极保护状态。当海水管路结构与船体结构之间绝缘时,船体与海水管路均呈现出自腐蚀状态,两系统间不存在电偶腐蚀。当海水管路结构与船体结构之间绝缘,且海水管路的各单元间也绝缘时,船体与管路海水管路各单元均呈现出自腐蚀状态,两系统间以及海水管路各单元间不存在电偶腐蚀。结论 钛合金管路与船体钢电连接,将会导致船体钢发生电偶腐蚀,尤其是两者交界面处,腐蚀最为严重。异种金属间的绝缘处理可以阻止电偶腐蚀的发生,且只需要将异种金属之间绝缘,无需将同种材质的结构体之间进行绝缘处理。     

硬膜缓蚀剂对钛合金紧固件电偶腐蚀的防护作用研究

目的 研究YTF-3硬膜缓蚀剂对由TC4螺栓、不锈钢螺母、7050铝合金及TC4钛合金夹层板组成的组件电偶腐蚀的影响作用。方法 利用硬膜缓蚀剂对钛合金紧固件和夹层板进行整体腐蚀防护处理,并通过盐雾加速腐蚀试验。将齿轮槽螺栓与无耳托板自锁螺母安装连接后,进行自然环境加速腐蚀试验,腐蚀后对螺栓螺母以及夹层板的腐蚀情况进行拍照检查,采用图像处理方式对腐蚀情况进行评价,并通过室温拉伸试验对钛合金螺栓腐蚀前后的力学性能情况进行对比分析。结果 经过腐蚀试验后,TC4螺栓和铝合金组件刷涂缓蚀剂区域比未刷涂缓蚀剂区域的平均腐蚀面积要小。不锈钢螺母与TC4钛合金组件刷涂缓蚀剂区域出现明显褶皱和破损现象。对比了试验前后钛合金螺栓的最大拉断载荷,发现降幅仅为0.5%。结论 铝合金夹层板会遭受电偶腐蚀,而YTF-3缓蚀剂可以有效隔绝腐蚀介质渗入固定间隙,大幅缓解电偶腐蚀,而钛合金螺栓在加速腐蚀试验中并未发生明显的腐蚀,并且力学性能无明显改变。