几种表面防护体系耐盐雾性能研究

目的通过对比试验室加速腐蚀试验结果,获得耐盐雾腐蚀性能最佳的表面防护体系。方法选用2024铝合金的几种不同表面防护体系,进行盐雾腐蚀试验。通过宏观腐蚀形貌和涂层失光率变化来分析判定表面防护体系耐腐蚀性能,获得抗腐蚀性能优异的表面防护体系。结果综合内外部防护体系宏观腐蚀形貌和失光率情况来看,阿洛丁氧化和所配套的三套涂层系统的盐雾适应性较差。结论内部防护体系推荐采用铬酸阳极化+10P4-X底漆防护体系;外部防护体系推荐采用铬酸阳极化+10P20-X底漆+ECL面漆防护体系。     

2024铝合金连接结构两种防护涂层耐蚀性研究

目的研究铝合金两种防护涂层在5%NaCl盐雾环境下的腐蚀疲劳性能。方法针对在两种涂层防护作用下的2024铝合金连接结构,开展实验室加速试验,采用"腐蚀环境-疲劳加载"交替循环的试验模式,得到铝合金两种防护涂层在5%NaCl盐雾环境下的腐蚀疲劳寿命值,对比分析涂层体系对铝合金连接结构的腐蚀疲劳寿命影响。结果 5%NaCl盐雾环境对于铝合金连接结构疲劳寿命有较大影响,相较于传统涂层,纳米涂层在5%NaCl盐雾环境下的防护效果更好。结论纳米涂层表面破坏后快速生成的致密氧化膜能有效提高涂层的耐蚀性能。     

加速腐蚀环境下新型纳米涂层腐蚀行为研究

目的评估新型纳米涂层体系在海洋、工业大气模拟环境下的耐蚀性能。方法采用外观评级法、厚度损失分析法、电化学阻抗分析法、疲劳寿命分析法,对比分析新型纳米涂层体系与TB06-9底漆+TS96-71面漆涂层体系在海洋大气、工业大气模拟环境下不同加速周期的光泽、色差、综合评定等级、厚度损失量、疲劳寿命、阻抗特性。结果随着加速试验加速周期的增加,两类涂层体系综合等级由0级上升至3级、厚度损失量由0μm逐渐增加至15μm、电化学阻抗值下降至10kΩ·cm2,且外部环境谱较内部环境谱、工业大气模拟环境较海洋模拟环境对两类涂层耐蚀性影响较大,但两类涂层体系在各加速谱下作用下,其疲劳寿命循环次数在49000～55000次之间,无明显变化。结论综合分析两类涂层体系腐蚀损伤特性及腐蚀损伤规律,可见纳米涂层具有较好的耐候性,但相比TB06-9底漆+TS96-71面漆涂层体系,其耐蚀性能较差。     

直升机结构钢涂层体系防护性能在模拟海洋大气环境中的变化

目的对比、评价服役于海洋大气环境中直升机结构钢防护体系的防护性能。方法通过模拟海洋大气环境加速试验方法,研究直升机结构钢防护体系在实际服役过程中出现的损伤。结果涂层A微观结构较为疏松,加速试验中涂层基体产生鼓泡,并发生腐蚀。电化学阻抗谱(EIS)方法测得低频区的阻抗模值相对较低,说明涂层防护性能较差,与宏观试验结果一致。结论在模拟海洋大气环境的加速试验中,涂层表面的微小缺陷(如疏松结构中的微小孔洞)会成为腐蚀溶液进入的快速通道,进而降低涂层的防护性能。利用电化学阻抗谱(EIS)方法可有效表征有机涂层涂覆下的金属腐蚀行为,并评估涂层的防护性能。     

5%NaCl盐雾环境对铝合金铆接防护结构性能影响研究

目的研究2024铝合金在5%NaCl盐雾环境下的腐蚀疲劳性能。方法开展2024铝合金5%NaCl盐雾环境下的腐蚀疲劳试验,采用"疲劳加载-腐蚀环境"交替循环的试验模式,通过试验测试铝合金铆接结构在5%NaCl盐雾环境下的腐蚀疲劳寿命值,分析不同疲劳载荷大小对铝合金连接结构的腐蚀疲劳寿命影响。结果 5%NaCl盐雾环境对于铝合金铆接结构疲劳寿命有较大影响,疲劳载荷对防护涂层防护性能和腐蚀疲劳载荷的滞后效应等两方面影响,0.25P破坏载荷相较于0.3P破坏载荷,涂层防护作用影响更小,低载锻炼效应更强,腐蚀疲劳寿命降低量更少。结论 2024铝合金铆接结构耐腐蚀性能与结构载荷和防护涂层特性有重要关系。     

飞机铝合金结构连接部位表面防护体系修理技术研究

目的研究飞机铝合金结构连接部位表面防护体系修理技术。方法根据飞机铝合金连接结构腐蚀损伤特点、原防护体系类型及服役环境特点等,选取修复材料和修复工艺,制定5种不同的表面防护体系修理方法,通过在飞机典型涂层加速试验环境谱下开展加速腐蚀试验,优选出适于飞机铝合金结构连接部位表面涂层损伤修理方法。结果加速试验2周期,采用RM4修理的试件,修复部位表面开始出现脱落现象。加速试验6周期,在紧固件区域,采用RM1,RM2,RM3,RM5修理的试件在变色、粉化、开裂、起泡和剥落指标上都属于优或者良,但在生锈指标上仅采用RM3修理的试件属于良;在非紧固件区域,采用RM1,RM2,RM3,RM5修理的试件在各指标上都属于优或者良。结论 RM3更适用于飞机铝合金结构连接部位表面防护体系修理。     

TC21钛合金表面涂层体系在多因素综合加速试验条件下的老化规律研究

目的 研究TC21钛合金表面防护体系(酸洗+环氧底漆+聚氨酯面漆)在多因素协同加速试验条件下的表面性能变化规律。方法 利用一台海洋大气综合模拟试验装置,在户内模拟热带岛礁海洋大气环境,对经历各个加速试验周期后的试样进行外观拍照、光泽度测试、色差测试、光学显微拍照、以及电化学阻抗测试(EIS),并描述相关变化过程。结果 5个周期的加速试验后,试样表面涂层的失光率和色差分别达到45.6%和4.36。涂层在0.01 Hz处的阻抗模值由初始的2.74×10¹⁰ Ω下降为6.21×10⁷ Ω。结论 经历5个周期的户内多因素综合加速试验的过程中,TC21钛合金表面涂层体系的防护效果呈持续下降趋势,但5周期后尚未完全失效。     

两种铝合金连接结构的腐蚀-疲劳循环试验研究

目的研究2024铝合金两种连接形式在5%NaCl盐雾环境下的腐蚀疲劳性能。方法开展2024铝合金两种连接结构在5%NaCl盐雾环境下的腐蚀疲劳试验,采用"腐蚀环境-疲劳加载"交替循环的试验模式,通过试验测试铝合金两种连接形式在5%NaCl盐雾环境下的残余疲劳寿命值,分析连接方式对铝合金连接结构的残余疲劳寿命影响。结果 5%NaCl盐雾环境对于铝合金连接结构疲劳寿命有较大影响,相较于铝制铆接连接形式,钢制螺栓连接方式连接部位的涂层破坏较少,涂层防护效果更好,疲劳寿命降低量更少。结论金属结构连接形式与防护涂层的搭配对结构耐腐蚀性能有重要影响。     

30CrMnSiA钢有机涂层电化学研究

目的研究30Cr Mn Si A钢零部件表面在只涂有1层H06-076底漆状态下的抗腐蚀能力。方法在试验过程中采用加速环境谱,利用电化学阻抗谱(EIS)方法研究30Cr Mn Si A钢试样表面在只涂有1层H06-076底漆状态下的腐蚀情况。结果涂有1层H06-076底漆的30Cr Mn Si A试样只经历了1个周期的加速环境谱就发生了腐蚀。电化学阻抗谱(EIS)方法测得的涂层失效与宏观观察到的基体金属腐蚀吻合较好。电化学阻抗谱(EIS)方法测得的10 Hz处相位角的变化规律与0.1Hz处阻抗模值的变化规律一致。结论 30Cr Mn Si A在只涂1层H06-076底漆的情况下其抗腐蚀性能很差,在外场大气环境中使用极易发生腐蚀。利用电化学阻抗谱(EIS)方法可有效表征有机涂层涂覆下的金属腐蚀行为并评估涂层的保护性能。     

铝合金表面阳极化层环境损伤失效行为研究

目的研究7B04铝合金硫酸阳极化层环境作用下的失效行为,分析单独盐雾试验和环境谱作用下阳极化层的损伤行为和影响因素。方法通过中性盐雾试验和环境谱周期性试验(盐雾试验+温度试验)研究了硫酸阳极化层在不同腐蚀时间或不同腐蚀周期下的腐蚀损伤变化过程,并采用体视显微镜和扫描电子显微镜(SEM)观察了不同腐蚀时间下或不同腐蚀周期下的表面形貌,结合有限元方法研究了阳极化层与铝合金基体热膨胀系数不匹配引起的热应力,定量分析了热应力对阳极化层失效行为的影响。结果经历中性盐雾试验和环境谱试验的硫酸阳极化层损伤失效现象是不一样的,中性盐雾试验中硫酸阳极化层主要呈鼓起开裂失效,而环境谱试验中硫酸阳极化层以开裂剥落失效为主。结论中性盐雾试验中硫酸阳极化层主要是腐蚀介质通过表面微孔进入基体,导致基体腐蚀阳极化层鼓起,而环境谱试验因温度作用产生的热应力引起了硫酸阳极化层的开裂,形成了腐蚀介质进入基体的通道,引起阳极化层的剥落。     

高强度钢代镉铝基涂层耐海洋环境腐蚀性能评价

目的评价高强度结构钢300M上电镀镉-钛、离子镀铝、无水电镀铝三种防护涂层的耐海洋环境腐蚀性能。方法采用中性盐雾试验和海洋环境大气暴露试验进行评价,并在试验后观察涂层宏观、微观形貌,分析腐蚀产物成分。结果离子镀铝涂层表面在盐雾试验96 h出现白色的腐蚀产物、336 h出现红色的腐蚀产物;电镀铝在336 h出现白色的腐蚀产物、500 h出现红色的腐蚀产物。电镀镉-钛盐雾试验1000 h没有白色腐蚀产物。离子镀铝涂层和电镀铝涂层海洋环境大气暴露试验0.5 a出现了白色的腐蚀点、1 a暴露试验后出现红色的腐蚀点,且在划叉区域出现了红色的腐蚀产物,而电镀镉-钛5 a户外暴露试验仅在划叉部分出现了少量的红色的腐蚀产物。离子镀铝涂层和电镀铝两种涂层均易发生铝涂层的点蚀,随着腐蚀时间的延长,点蚀深入,发生基体的腐蚀出现红锈。结论离子镀铝、无水电镀铝两种铝基涂层比电镀镉-钛的耐蚀性稍差,镉-钛镀层对基体有良好的牺牲阳极的作用,保护基体免受腐蚀,而铝涂层对基体的保护作用较弱,划叉部位出现红色的腐蚀。     

离子镀铝与离子液体电镀铝涂层性能对比研究

目的对比研究离子镀铝和离子液体电镀铝两种涂层的性能。方法针对高强度钢表面环保表面处理的需求,对比研究300M钢表面离子镀铝和离子液体电镀铝两种涂层,采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱(EDS)等对两种涂层的表面、断面微观形貌和成分进行表征;采用原子力显微镜(AFM)对两种涂层表面三维形貌和粗糙度进行观察和测量;采用电偶腐蚀测试两种涂层与铝合金的电偶腐蚀性能;采用缺口试样拉伸方法检测两种涂层对300M钢基体氢脆性能的影响;采用5%Na Cl人工海水周浸试验的方法检测两种涂层的耐蚀性能,与电镀镉钛镀层进行对比,采用电化学方法对涂层试验前后的阻抗谱特性进行检测分析。结果两种涂层表面形貌存在较大差异,离子镀铝经过致密化处理后,表面为均匀的圆饼状形貌,致密度很高,粗糙度约为0.88μm,而离子液体电镀铝涂层表面则为圆顶状的凸起物组成,没有明显的孔洞缺陷,粗糙度约为0.71μm;电偶腐蚀测试显示,两种涂层都能够与铝合金相容连接;缺口试样的拉伸试验结果显示,两种涂层的对基体的氢脆性能没有影响;腐蚀试验结果显示,两种涂层对于300M钢基体都具有良好的保护效果,与传统的电镀镉钛相当,具备了未来替代镉类镀层的潜质。结论两种涂层均匀致密,没有明显的气孔、裂纹等缺陷,电偶腐蚀性能优异,对300M钢基体都不会产生氢脆隐患,耐蚀性能优异。     

冷喷涂Ni/Al2O3复合涂层在海洋大气环境下的腐蚀行为研究

目的 研究海洋大气环境对冷喷涂Ni/Al2O3复合涂层腐蚀损伤行为的影响,为提高合金钢的耐腐蚀性能提供依据.方法 采用冷喷涂技术在合金钢30CrMnSi表面制备Ni/Al2O3复合涂层,在万宁近海岸户外和海洋平台分别暴露6个月后,采用扫描电镜、电化学工作站等分析检测技术,研究Ni/Al2O3复合涂层在万宁海洋大气环境下...     

铝合金硫酸阳极化耐蚀性试验失败原因分析

目的分析铝合金硫酸阳极化耐蚀性失败的原因。方法从试片、阳极化工艺参数、槽液中杂质等方面分析并进行工艺试验。结果硫酸阳极化耐蚀性试验失败,不是单一原因造成的,而是由于试片基材缺陷、硫酸槽液Cu~(2+)含量高、封闭槽液被污染的共同作用下导致的。结论试片表面完整、无破损无腐蚀,试片表面清洗彻底,以及控制硫酸槽液中c(Cu~(2+))≤0.02 g/L,封闭槽液中c(Fe~(2+))≤0.001 g/L、c(Al~(3+))≤0.01 g/L、c(Zn~(2+))≤0.0001 g/L,可明显改善阳极化膜层质量,提高硫酸阳极化耐蚀性试验的合格率。     

4种紧固件用涂层性能对比分析

目的 将4种不同涂料涂覆在相同紧固件上,在相同测试条件下研究它们的表面形貌、耐腐蚀、抗疲劳等性能,最后从中筛选出可替代传统HW-A的潜在涂料,进一步丰富现役钛合金紧固件表面涂层材料品种。方法 利用3D共聚焦、电化学阻抗谱、中性盐雾、加速环境谱等方法评价紧固件表面涂层性能,研究每种涂层的截面形貌、表面形貌、粗糙度、抗腐蚀、加速疲劳寿命等,然后综合分析其关键性能。结果 采用3D共聚焦、电化学阻抗谱、中性盐雾、加速谱等方法初步摸清了4种涂料的性能特点,PTFE涂料的表面粗糙度较CZ和GO降低约50%,PTFE电化学阻抗谱半径较其他3种涂层大大提高。加速谱更清晰表明,PTFE涂料比现役HW-A铝涂料的疲劳寿命提高22.8%,PTFE涂料能满足当下性能需要。结论 PTFE涂料较市场上筛选出的石墨烯涂料、含铬酸盐聚氨酯涂料的施工性能更好、关键性能更优、更适合紧固件使用,在未来产品应用中有较大的潜力。     

冷喷涂镍涂层在不锈钢焊点腐蚀防护上的应用研究

目的 研究冷喷涂镍涂层对不锈钢焊点腐蚀行为的影响,为提高不锈钢焊接结构件的耐腐蚀性能提供依据。方法 采用冷喷涂技术在316L不锈钢电阻点焊结构件表面制备纯镍涂层,在金相组织、酸性盐雾腐蚀性能等检测分析基础上,研究不锈钢焊点在有涂层和无涂层条件下的腐蚀行为。结果 采用冷喷涂技术在不锈钢焊点表面制备出了孔隙率不大于0.5%的高致密纯镍涂层,带有涂层的不锈钢点焊结构件经过96 h酸性盐雾试验后,未发生腐蚀。结论 不锈钢表面钝化膜在点焊过程中发生破坏,基体裸露在腐蚀介质中,导致焊点区域发生腐蚀。在表面制备高致密镍涂层后,通过高耐蚀涂层对焊点进行屏蔽防护,有效提高其耐腐蚀性能,满足了某装备不锈钢结构件在酸性盐雾条件下的使用要求。     

TA15钛合金与铝合金和结构钢接触腐蚀大气暴露试验研究

讨论了TA15钛合金与铝合金和结构钢接触后,在海南万宁大气试验站大气暴露的试验结果。3年的大气暴露试验显示,在海洋性大气环境下,2B06铝合金、16CrSiN i钢和30CrMnSiA钢无论与TA15钛合金接触与否,腐蚀都很严重,力学性能明显下降;对2B06铝合金进行阳极氧化,对16CrSiN i钢和30CrMnSiA钢进行氯化铵镀镉,可在一定程度上减缓腐蚀,但经过一定时间大气暴露,无论与TA15钛合金接触与否,都产生了严重腐蚀,力学性能明显下降;对2B06铝合金进行阳极氧化,对16CrSiN i钢和30CrMnSiA钢进行氯化铵镀镉,再喷涂1号航空底漆进行防护,可有效防止接触腐蚀。     

热喷涂高铝含量Zn-Al合金涂层热带岛礁大气环境腐蚀行为研究

目的 研究Zn-Al合金涂层在热带海洋大气环境中的腐蚀行为,为低合金钢长效防护涂层的选用提供依据。方法 采用电弧热喷涂和高铝合金丝制备高铝含量Zn-Al合金涂层,通过户外暴露试验,采用目视、扫描电镜及能谱仪、金相显微镜、XRD、电化学交流阻抗谱和动电位极化曲线等方法,对不同暴露周期的涂层宏观、微观表面形貌、成分组成、截面形貌、腐蚀产物组成、电化学性能和腐蚀速率等进行观察、测试。结果Zn-Al合金涂层是以质量比为50%:50%的Zn/Al合金组成。在0～540 d周期内,涂层腐蚀产物主要由碱式锌铝碳酸盐化合物Zn₆Al₂(OH)₁₆CO₃·H₂O和羟基锌铝碳酸盐化合物Zn_0.70Al_0.30(OH)₂(CO₃)_0.15·x H₂O、Zn_0.71Al_0.29(OH)₂(CO_3<...