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材料保护
材料保护

徐军

月刊

1001-1560

bjb@mat-pro.com

027-83641679

430030

湖北省武汉宝丰二路126号

材料保护/Journal Materials ProtectionCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊创刊于1960年，是由武汉材料保护研究所、中国腐蚀与防护学会、中国表面工程协会，中国机械工程学会表面工程分会主办的全国性表面应用技术杂志，面向国内外公开发行，属中文核心期刊。曾荣获首届国家期刊奖，第二届中国期刊提名奖，入选中国期刊方阵双高期刊。
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    基于等离子电解碳氮共渗的水滑石复合渗层制备及耐蚀性能研究

    杨卓林翟彦博曾舜柯彭和...
    1-9,38页
    查看更多>>摘要：为了提高钢铁材料在经过等离子电解渗后的耐腐蚀性,以退火后的20钢为试验对象,以等离子电解碳氮共渗过程中形成的微纳孔洞为容器,并负载镁铁水滑石(Mg-Fe-LDHs)作为缓蚀剂,着重探讨了 Mg-Fe-LDHs对20钢腐蚀性能的影响.首先,以甲酰胺为碳氮源、KCl为导电盐,与去离子水混合形成电解液;然后在220 V直流脉冲电压下处理9 min获得碳氮共渗层(简称PEC/N试样);随后,将PEC/N试样放入由尿素溶液、MgSO4溶液与Na2CO3溶液构成的Mg-Fe-LDHs前驱体溶液中,在140 ℃恒温环境下水热晶化10 h获得复合渗层(简称PEC/N-LDHs试样).随后通过显微硬度计、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、电化学测试分析了复合渗层的不同性能表现.结果表明:复合渗层的显微硬度达到900 HV左右,较基体提高了 4.6倍.PEC/N试样渗层约20 μm厚,截面光滑、平整,表面崎岖不平、呈多孔蜂窝状;经水热合成LDHs后,表面变得平整,无明显蜂窝状结构,试样表面出现大量片状结晶物.PEC/N试样的XRD谱中出现了 Fe3C、Fe5C2、α-Fe、Fe3N物质的吸收峰;在原位负载Mg-Fe-LDHs后,PEC/N-LDHs试样的XRD谱中出现了 Mg-Fe-LDHs晶体(003)、(006)与(009)晶面的吸收峰;结合SEM形貌特征可知,Mg-Fe-LDHs被成功负载,呈片状结构.相比20钢,PEC/N试样渗层的腐蚀电位(Ecorr)与腐蚀电流密度(Jcorr)均有所提高,分别达到-0.451 V与75.22 μA/cm2,但其低频阻抗模值(|Z|0.01 Hz)并未显著增大,仅达到 998.5 Ω·cm2;负载 Mg-Fe-LDHs 后,PEC/N-LDHs 试样的 Ecorr、Jcorr、|Z|0.01 Hz 分别达到-0.355 V、39.11μA/cm2、6 586.0 Ω·cm2,较20钢及PEC/N试样均有较大幅度改善.以上结果表明,采用等离子电解浸渗处理20钢,可以获得高硬度的碳氮共渗层;通过水热法负载LDHs后,可进一步提高复合渗层的耐蚀性,且不影响PEC/N渗层的硬度,所获得的PEC/N-LDHs复合渗层同时具有高硬度与较好的耐蚀性.

    等离子电解碳氮共渗水滑石耐腐蚀低碳钢

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    磁控溅射制备锌镍合金薄膜的结构及耐蚀性能研究

    袁景追喻岚杨旭江刘晓红...
    10-17页
    查看更多>>摘要：为提高飞机结构件的耐蚀性能,采用闭合场非平衡磁控溅射技术在18Cr3Ni结构钢表面制备了锌镍合金薄膜,考察了锌靶和镍靶电流对薄膜表面形貌、微观结构和耐蚀性能的影响.分别采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和纳米压痕仪对薄膜的微观形貌、晶相结构和力学性能进行了分析.对薄膜的电化学特性和耐中性盐雾腐蚀性能进行了研究,并对腐蚀产物进行了分析.结果表明:采用闭合场非平衡磁控溅射技术制备的锌镍合金薄膜具有致密的结构,薄膜中的镍起到了细化晶粒的作用,但随着镍含量的增加,薄膜的耐蚀性能下降.镍含量为7.63％(原子分数,下同)的锌镍合金薄膜具有最好的耐蚀性能,但其力学性能较差;镍含量为12.88％的锌镍合金薄膜具有良好的耐蚀性能和力学性能.薄膜经过中性盐雾试验后的腐蚀产物Zn5(OH)8Cl2·H2O起到了钝化作用,阻止了薄膜和基底被进一步腐蚀.采用磁控溅射制备的锌镍合金薄膜可用于精密结构件表面的腐蚀防护.

    锌镍合金薄膜靶电流耐蚀性能镍含量磁控溅射

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    Fe3O4膜层海洋腐蚀行为及机理的ReaxFF-MD研究

    陈祥锐陈杨王冰古斌...
    18-27页
    查看更多>>摘要：为了更深入和全面地探究钢材在海洋环境中发生腐蚀行为的内在机制,采用反应力场分子动力学(ReaxFF-MD)方法研究了钢钝化膜成分Fe3O4在不同NaCl含量、温度和应变条件下的海洋腐蚀行为,通过表征表面腐蚀形貌、测试质量损失曲线、数密度曲线、径向分布函数(RDF)曲线、模拟反应界面处的原子结构演化,分析了不同条件下Fe3O4海洋腐蚀行为的过程和差异,从原子尺度揭示了 Fe3O4海洋腐蚀和不同因素影响的机理.结果表明:Fe3O4的海洋腐蚀经历3个阶段:海洋环境中水分子在Fe3O4基体表面的吸附阶段、基体快速腐蚀阶段和腐蚀饱和阶段.在腐蚀过程中,海洋环境中NaCl含量的升高会促进水分子在基体表面的吸附,增强基体原子与水分子间的相互作用;温度的升高会引起膨胀变形和分子运动的增强,降低基体原子发生断键行为的难度;外加应变则导致Fe3O4基体内部的原子键键长增加和原子配位数减少,从而加剧腐蚀进程.此外,当外加载荷作用时,基体中的应变随着腐蚀的进展而增大,并在高应变加载情况下产生缺陷集中区域.

    钢钝化膜Fe3O4海洋腐蚀ReaxFF-MD模拟海洋应力腐蚀

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    枝晶生长方向对单晶高温合金DD10氧化行为的影响

    王泽磊胡叶兵曹铁山程从前...
    28-38页
    查看更多>>摘要：为了探究镍基单晶高温合金在垂直和平行于一次枝晶生长方向的表面氧化膜的演化过程,采用连续质量增加法研究了 1 050 ℃下镍基单晶高温合金DD10的氧化行为,使用扫描电镜(SEM)及能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、电子探针(EPMA)对合金垂直和平行于一次枝晶生长方向的表面及氧化膜形貌、元素分布等进行了分析.结果表明:枝晶生长方向对DD10合金的氧化动力学规律和氧化膜结构没有影响,合金垂直面和平行面氧化动力学都呈现分阶段现象,第1阶段遵循立方增重规律,第2阶段为渐进水平线规律.氧化膜结构分为3层,外表层由柱状Nix(Co)1-xO构成,中间层由复杂尖晶石组成,内层由连续Al2O3构成.但枝晶生长方向对合金的氧化增重速率有着显著影响,合金垂直面的氧化速率常数为k1=5.96×10-3 mg2/(cm4·s),平行面的氧化速率常数为k2=6.24×10-3 mg2/(cm4·s),合金平行面氧化膜初期生长速率大于垂直面.这主要是由于平行于枝晶的生长方向具有更多的γ-γ'相界面,为氧化物的形核提供了大量的非均匀形核位置和更多的短路扩散路径,导致了平行生长方向在第1阶段展现出更高的氧化速率.随着氧化时间的延长,不同枝晶方向内层均形成了连续致密的Al2O3,有效阻碍了金属阳离子的外扩散,氧化速率差异减小.

    高温合金氧化枝晶短路扩散γ'相

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    某油田90℃井下环境中N80Q钢的CO2腐蚀行为

    王奎张玉玲冯莹田青超...
    39-44页
    查看更多>>摘要：为了给某油田针对实际地下腐蚀环境的选材提供参考建议,使用高压釜模拟了油田地下腐蚀环境90℃、1.0 m/s下5Mn2、1CrRE和2Cr钢生产的N80Q钢管的CO2腐蚀行为,使用扫描电子显微镜以及配套的能谱仪、X射线衍射仪对3种钢的腐蚀产物膜进行表征.结果表明:在90℃下这些钢种主要呈均匀腐蚀特征,平均腐蚀速率差异不大.腐蚀产物膜均呈双层结构,且较为致密,主要由FeCO3和少量FeOOH构成.研究提出,Fe3C在腐蚀产物膜中作为阳极可以生成FeCO3和 FeOOH,从而导致90 ℃下腐蚀速率显著下降.

    CO2腐蚀低合金钢阳极保护作用

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    弯曲变形304L不锈钢在高温碱盐环境中的腐蚀行为研究

    史建波陈永康朱周杰林奕锦...
    45-52页
    查看更多>>摘要：为探究弯曲变形不锈钢复合管在锅炉碱盐环境中的腐蚀行为及性能变化规律,通过对材料组织、结构及腐蚀产物形貌、组成等分析,研究了 304L不锈钢在300℃含硫碱盐环境中的腐蚀行为,并重点分析了弯曲变形对304L不锈钢腐蚀性能的影响.结果表明:304L不锈钢在碱盐环境中试验48 h后表面腐蚀较轻微,腐蚀不均匀,腐蚀产物主要为Fe2O3、FeCr2O4和FeOOH,主要为元素铁和铬优先发生腐蚀;弯曲变形304L不锈钢腐蚀速率较大,腐蚀产物较厚,主要是弯曲变形使304L不锈钢小晶粒变形明显,位错和孪晶增加所致.

    304L不锈钢碱性介质弯曲变形腐蚀行为

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    动态交流干扰对X70管线钢腐蚀行为的模拟研究

    曹国飞邱春斌赵冬野
    53-61,138页
    查看更多>>摘要：为了给电气化铁路附近管道的防腐设计提供参考,基于管道监测数据,研究了不同铁路类型附近管道的动态交流干扰参数特征.通过阴极保护下动态交流腐蚀模拟试验装置,研究分析了高铁类、普通铁路类等动态交流干扰下埋地X70管线钢的腐蚀行为.结果表明:在典型动态干扰周期中,相同阴极保护电位下,动态交流干扰电流密度越高,X70钢腐蚀速率越大.当动态交流电流密度高于100 A/m2时,无论在何种阴极保护条件下,腐蚀速率均高于0.03 mm/a.在动态交流干扰下,随着阴极保护水平的增加,腐蚀速率呈现"马鞍形",先降低后升高.仅当交流电流密度为30 A/m2,且阴极保护水平处于-0.90～-1.15 V(vs CSE)时,腐蚀速率均低于0.03 mm/a.动态交流干扰下,即使管道处于有效阴极保护状态,也会发生腐蚀.

    X70钢阴极保护动态交流干扰腐蚀速率腐蚀形貌腐蚀产物

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    CO2环境中碳钢的腐蚀产物垢下腐蚀及缓蚀剂研究进展

    宋洁张静
    62-72页
    查看更多>>摘要：在含CO2的油气田环境中,添加缓蚀剂是抑制垢下腐蚀最为有效、切实可行的方法,缓蚀剂的作用效果不仅取决于其自身结构性质,还会受到管道内腐蚀产物垢的影响.针对已有腐蚀产物垢覆盖的碳钢,从腐蚀产物和缓蚀剂2个方面出发,概述腐蚀产物对垢下腐蚀的影响、缓蚀剂对垢下腐蚀的抑制效果以及缓蚀剂与腐蚀产物垢间的相互作用机理.目前研究发现腐蚀产物的组成及分布情况有差异时,垢下腐蚀的作用机制也不相同,腐蚀产物堆积对垢下腐蚀不仅有促进作用还可能有抑制作用.一些缓蚀剂由于垢层的阻塞导致缓蚀剂较少接触到金属基体,难以发挥缓蚀效果,或者缓蚀剂过多吸附在垢层表面,引起更严重的局部腐蚀;也有缓蚀剂能与腐蚀产物垢以填补孔隙、化学吸附、键合形成杂化结构等方式,发生良好的正向协同作用,对垢下腐蚀起到有效抑制.最后,对垢下腐蚀未来的研究方向进行了展望,利用腐蚀产物的自然形成来减缓腐蚀,开发可以产生腐蚀产物-缓蚀剂混合结构的缓蚀剂.或利用缓蚀剂与腐蚀产物的协同效应为碳钢提供更好的保护效果.

    垢下腐蚀缓蚀剂腐蚀产物协同作用机理

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    切削液中微生物对防锈性影响的研究进展

    栗旭文申媛媛刘庆坤张俊庄...
    73-81页
    查看更多>>摘要：微生物可导致切削液劣化变质,破坏切削液的防锈性能,进而导致工件和机床的腐蚀.首先概述了切削液中微生物不同的入侵途径,对切削液中微生物种类以及对不同阶段的微生物浓度进行分析,总结了微生物菌种变化规律.其次,从切削液的有效成分失效、环境pH值的降低和微生物生物膜腐蚀3个方面详细总结了微生物对切削液防锈性的影响.最后,比较分析了目前用于控制和抑制切削液中微生物的方法,并提出参考建议.

    切削液微生物防锈性抑制

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    羰基铁吸收剂耐腐蚀、抗氧化表面改性技术研究进展

    田浩源王军军夏立建王波...
    82-92,155页
    查看更多>>摘要：随着通讯技术和武器装备的不断更新换代,吸波材料扮演的角色越来越重要,近些年对吸波材料的研究迎来迅速发展.羰基铁具有高饱和磁化强度和低生产成本等特点,因此被广泛用于制备吸波材料,但由于羰基铁吸收剂的表面活性较高,在海洋环境或高温环境下容易发生腐蚀或高温氧化,严重影响其吸波性能,随着装备对吸波材料的要求不断提高,羰基铁吸收剂的耐腐蚀、耐氧化改性技术逐渐成为研究热点.重点介绍了羰基铁吸收剂表面改性技术的研究进展,研究表明表面包覆改性可以提高羰基铁吸收剂的耐腐蚀、抗氧化性能,部分改性方法还可以改善材料的吸波性能.在兼顾耐高温氧化和耐腐蚀性能的基础上,发展厚度薄、吸收频段宽的吸波材料是未来发展的主要方向.

    吸波材料羰基铁表面改性耐腐蚀性抗氧化性能

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