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2021年, 第54卷, 第10期 刊出日期:2021-10-15
  

  • 全选
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    试验研究
  • 杨海洋, 黄桂桥, 杨朝晖, 韩冰, 王佳, 张启富
    材料保护. 2021, 54(10): 1. DOI:10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.10.001
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    为研究厦门、湛江和青岛的潮差区和全浸区的腐蚀规律,通过现场暴露试验,获得了10种钢样(含碳钢和低合金钢)暴露7 a的腐蚀结果,采用线性拟合的方法对数据进行了处理。结果表明:在3个地点,腐蚀速率的基本规律为青岛>湛江>厦门,腐蚀速率与海生物污损密切相关。在3个暴露地点,全浸区前期腐蚀量低于潮差区而后期腐蚀量增速高于潮差区。在厦门暴露2 a时,全部试样在2个区带的腐蚀率出现逆转,而在湛江和青岛,在7 a时几乎所有试样均出现逆转。在厦门潮差区,合金元素的加入对提升钢的耐蚀性无明显的效果,甚至存在负面影响;在湛江潮差区和青岛潮差区,无论从短期还是长期来看,合金元素的加入都有利于提升钢的耐蚀性。在厦门全浸区和湛江全浸区,无论是短期还是长期来看,所有类型的碳钢和低合金钢腐蚀速率均接近;在青岛全浸区,无论是短期还是长期来看,加入合金元素对耐蚀性均有所提升,短期的效果更为明显。
  • 张进, 林元华, 郭孟鑫, 向欢, 冉雪林, 黄敏
    材料保护. 2021, 54(10): 7. DOI:10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.10.002
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    为了改善45钢表面摩擦磨损性能,采用粉末包埋法,在45钢表面制备出Zn - Ni渗层。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪研究了Zn - Ni渗层的厚度、显微形貌、物相组成和元素分布,采用显微维氏硬度计测定渗层的硬度,并通过多功能材料表面性能测试仪测试渗层与3种不同对摩球GCr15、Al2O3、Si3N4之间在不同正压力下的摩擦磨损性能。结果表明:Zn - Ni渗层的厚度约为98 μm;渗层物相组成主要为FeZn10.98和FeZn8.87;Zn - Ni渗层截面硬度范围为358~615 HV0.98 N;Zn - Ni渗层在往复摩擦试验中,与GCr15对摩球进行往复摩擦时主要是黏着磨损和磨粒磨损,与Al2O3对摩球进行往复摩擦时主要是磨粒磨损,与Si3N4对摩球进行往复摩擦时主要是摩擦化学过程。
  • 鞠增鑫, 胡丽娜, 尼加提·玉素甫
    材料保护. 2021, 54(10): 13. DOI:10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.10.003
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    在矿井水淡化过程中,因其水质的硬度较高,导致设备、管道表面结垢,影响制水的效率,提高制水成本。通过喷涂法在不锈钢316基体表面制备超疏水涂层,开展CaCO3结垢对比试验研究,通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)分析样品表面的结垢物成分,发现无超疏水涂层表面CaCO3的形态为少量菱形晶体与典型的方解石,有超疏水涂层的316不锈钢表面的形态为针状和花状文石,质地松软;并首次通过成核理论,分析超疏水涂层的阻垢机理,确定超疏水涂层的成核功;同时研究温度、流速对CaCO3结垢性能的影响,开展动态、静态对比试验发现,当流速一定时,温度越高CaCO3结垢速率越大,当温度一定时,流速越大CaCO3结垢速率越小。该方法在矿井水过流表面的阻垢、自清洁方面展现出了良好的应用前景。
  • 赵子墨, 黄悦, 王守晶
    材料保护. 2021, 54(10): 19. DOI:10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.10.004
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    为提高异种高强度铝合金焊接接头在复杂交变载荷作用下的服役可靠性,采用疲劳极限测量、疲劳断口形貌分析、金相分析和显微硬度测试等方法,研究了6 mm厚的6082 - T6/7075 - T6异种铝合金搅拌摩擦焊接接头疲劳性能及疲劳断裂的影响因素。结果表明,1 200 r/min、80 mm/min条件下,焊接接头疲劳极限为107.5 MPa。110 MPa疲劳载荷下,疲劳裂纹起源于前进侧(6082 - T6)的焊核区与热机械影响区(TMAZ)交界位置的试样棱边尖角附近。这是由于焊接热循环导致β"相转变为β′相并粗化形成软化区、试样表面存在脆性第二相、2种材料在焊核区与热机械影响区交界处混合不均匀引起的应力集中,以及试样棱边尖角引起的应力集中等几种因素共同叠加作用所致。
  • 刘榛, 李顺灵, 普晓玲, 张思雨, 杨江平, 高小倩, 屈庆
    材料保护. 2021, 54(10): 24. DOI:10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.10.005
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     针对稀土铈盐钝化在大气环境中的腐蚀影响,采用失重法、电化学阻抗谱(EIS)、动电位极化曲线(DP)测试以及扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)观察等研究了X70碳钢表面不同浓度稀土铈盐制得的转化膜的大气腐蚀行为。结果表明:适当的铈盐钝化可以有效提高X70碳钢的腐蚀电位,降低腐蚀电流密度,增大容抗弧半径,提高耐大气腐蚀性能;当稀土铈盐浓度为0.09 g/L时,X70碳钢的耐大气腐蚀效率最高为62.3%,原因在于适量的稀土铈盐可以增加钝化膜的致密性,形成自愈性修复及大量消耗腐蚀阴极区的氧气。
  • 程建国, 刘震, 赵士光, 潘爱胜, 江济, 斯庭智
    材料保护. 2021, 54(10): 29. DOI:10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.10.006
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    为了探明17 - 4PH不锈钢在HCl溶液中的腐蚀行为,采用动电位极化和电化学阻抗测量了其在不同浓度HCl溶液中腐蚀性能,通过扫描电镜(SEM)、能谱(EDX)和X射线光电子能谱(XPS)等技术研究了锈层对腐蚀行为的作用机制。结果表明:17 - 4PH不锈钢在HCl溶液中随着HCl浓度的增大,腐蚀电流密度(Jcorr)增大,锈层电阻和电荷转移电阻减小;当HCl浓度超过10%,腐蚀电流密度快速增加,15% HCl溶液中的Jcorr比10%的增加1倍多。基于此,提出了2种不同的等效电路对17 - 4PH不锈钢的电化学阻抗谱进行了拟合。HCl溶液浓度小于等于10%时,17 - 4PH试样表面具有双锈层结构,其中,Cu元素富集在外层结构中;而浓度大于10%时为单一锈层结构。锈层的不同结构是腐蚀机制和性能产生差异的原因。
  • 张志坚, 李世亮, 宋川, 张小兵, 陶波
    材料保护. 2021, 54(10): 36. DOI:10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.10.007
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    为了深入研究保温时间对渗锌层质量的影响,以及渗锌层在凝露SO2腐蚀环境下的腐蚀行为,采用热扩散渗锌技术在60Si2Mn钢表面制备了渗锌涂层,利用金相显微镜分别对60,90,120,150 min等不同保温时间下的渗锌层微观形貌进行了观察,利用扫描电镜(SEM)、能谱仪对渗锌层与基体结合性能、元素分布、物相结构等进行了分析,同时对保温120 min后的渗锌件进行了凝露条件下的SO2腐蚀试验,分析了腐蚀机理。结果表明:120 min保温时间下,渗锌层结构致密,厚度均匀,连续性好;渗锌层物相结构主要组成为ζ相,δ1相以及Γ相;在凝露SO2条件下,渗锌层腐蚀主要以硫酸盐穴自催化机制为主。
  • 孙玉豹, 王少华, 肖洒, 姬辉
    材料保护. 2021, 54(10): 41. DOI:10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.10.008
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    海上热驱采油中发现伴生H2S,给生产油管带来了腐蚀和安全隐患,为了分析其腐蚀特点,以对其进行腐蚀防护,采用高压釜失重法和扫描电镜,研究了中高温含H2S油井采出水中N80钢的腐蚀行为,并探讨了流速和H2S分压的影响,进而筛选评价了适用的H2S缓蚀剂。结果表明:在含H2S采出水中N80钢的腐蚀较为严重,80 ℃时的腐蚀速率最高;随着H2S分压的升高和流速的增大,其腐蚀速率迅速增大。腐蚀后钢表面均存在黑色的硫铁化物,表面产物较疏松、不完整。不同缓蚀剂加入均可抑制腐蚀,其中缓蚀剂CI-S-11的效果最好,其缓蚀率超过85%,可用于现场油管保护。
  • 张欣, 文家新, 刘云霞, 王婧, 冒朝静
    材料保护. 2021, 54(10): 44. DOI:10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.10.009
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    为抑制2024铝在硫酸酸洗液中的腐蚀,以二乙烯三胺与2 - 溴乙醇为主要原料合成了五羟乙基二乙烯三胺(PHT),采用静态失重法、极化曲线法和电化学阻抗谱研究了PHT在0.5 mol/L H2SO4溶液中对2024铝的缓蚀性能,通过扫描电子显微镜进行了腐蚀形貌分析,并通过腐蚀反应动力学和吸附模型探讨了其缓蚀机理。结果表明:25 ℃下PHT的缓蚀效率随其浓度的增加而增大,当PHT的浓度为700 mg/L时,其缓蚀效率可达90.85%以上,具有显著的缓蚀性能。PHT的添加显著增大了腐蚀反应的表观活化能,有效抑制了腐蚀反应的进行,是一种以抑制阳极过程为主的混合型缓蚀剂。25 ℃下PHT在2024铝表面的吸附是物理吸附和化学吸附的混合吸附,且吸附遵循Langmuir吸附等温模型。
  • 伍丽娟, 向斐, 史宝成, 张引弟, 张兴凯, 翟晓鹏, 楼一珊
    材料保护. 2021, 54(10): 50. DOI:10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.10.010
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    从气井中开采出来的天然气不可避免地会携带固体杂质。这些固体杂质会对集气管线产生冲蚀损伤,弯管处尤甚。在现有弯管冲蚀规律基础上,为了更直观地找出冲蚀形貌,有针对性地提高弯管抗冲蚀性能,对常规输气弯管进行冲蚀规律的数值模拟研究,采用离散相(DPM)模拟离散颗粒的运动并选用Tulsa大学(E/CRC)提出的冲蚀磨损预测模型,通过试验对比验证了模型的可靠性。根据冲蚀磨损主要发生在弯管45°~55°处的特征,设计了3种优化弯管结构(渐扩弯管、突扩弯管、加导流片弯管)来减缓弯管处的冲蚀磨损。结果表明:与等直径弯管相比,在相同运行工况下,渐扩弯管和加导流片弯管的最大冲蚀率分别减少了64%和34%,而使用突扩弯管反而会加剧弯管处的冲蚀。该结论可为弯管的抗冲蚀结构优化提供理论依据。
  • 梅其政, 史妮
    材料保护. 2021, 54(10): 58. DOI:10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.10.011
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    为获得环保、高效的热力设备酸洗缓蚀剂,以无水乙醇为萃取剂,采用索氏提取法提取茶籽壳中的有效成分作为热力设备酸洗缓蚀剂主要成分。设计4因素3水平正交试验得出最优产率的提取条件,并对提取物作为酸洗缓蚀剂的机理进行了分析。吸附等温线分析结果表明:在20G钢表面的吸附模式为典型的单分子层吸附。利用失重法、Tafel极化曲线和电化学交流阻抗法对提取物的缓蚀性能进行了研究,结果表明:在提取物浓度为0.35%、温度为(90±1) ℃、静态挂片24 h的混合酸(4%的羟基乙酸和1%的甲酸)酸洗介质中,茶籽壳提取物作为酸洗缓蚀剂具有良好的缓蚀性能,对20G钢的静态腐蚀速率为1.49 g/(m2·h),缓蚀率为91.38%。Fe3+浓度对缓蚀效率影响大,酸洗液中Fe3+浓度应控制在300 mg/L以下;提取物同时抑制了阴极和阳极反应,是以控制阳极反应为主的混合型缓蚀剂。
  • 工艺探讨
  • 叶涛, 方春
    材料保护. 2021, 54(10): 64. DOI:10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.10.012
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    低磷复合化学镀镍层具有优异的耐碱腐蚀性和超高的硬度,但尚未应用到规模化生产中。以沉积速率、镀层磷含量、硬度及孔隙率为评价指标,在乳酸 - 丙酸二元配位剂的基础上,分别研究了采用三乙醇胺、苹果酸、丁二酸、乙二胺作为辅助配位剂时对低磷复合化学镀镍 - 磷 - 纳米二氧化钛的影响。镀液的基础配方和工艺条件为:NaH2PO2·H2O 23 g/L,NiSO4·6H2O 28 g/L,辅助配位剂适量,乳酸18 mL/L,丙酸4 mL/L,CH3COONa·3H2O 15 g/L,十二烷基苯磺酸钠(SDBS)40 mg/L,pH值4.8±0.2,温度(85±2) ℃,施镀时间1 h。结果表明:采用乙二胺作为辅助配位剂时,镀层的综合性能良好。当乙二胺的用量为4 mL/L时,镀速为23.62 μm/h,镀层磷含量为3.53%,镀层镀态硬度为561.4 HV,孔隙率为0.35个/cm2
  • 王清洲, 马小江, 徐大伟, 杨志伟
    材料保护. 2021, 54(10): 68. DOI:10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.10.013
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    为保证粘层材料具有足够的力学强度、防水性能以及与铺装层较好的变形协调能力,研制了一种高粘结水性环氧乳化沥青防水粘层材料。制备4种不同环氧掺量的粘层材料,试验研究-15,0,25,50,70 ℃ 5种温度下粘层材料试件的拉拔、剪切以及断裂拉伸等力学性能的变化规律,并对比分析了水性环氧乳化沥青、乳化沥青稀浆封层、AC-5沥青砂和4.75 mm同步碎石4种常用防水粘层材料的渗水性能。结果表明:环氧树脂含量对水性环氧乳化沥青粘层材料的断裂拉伸性能、剪切和拉拔性能影响显著,低环氧树脂掺量的粘层材料对温度敏感程度更高,且随着试验温度的升高其力学性能逐渐降低。层间界面的材质和粗糙程度对粘结效果影响较大,新粘层材料用于沥青混凝土和水泥混凝土界面的粘结效果明显优于钢质材料的界面粘结,拉拔强度提高3倍,剪切强度提高1倍。在70 cm水头高度下测试水性环氧乳化沥青粘层材料不渗水,明显优于其他3种材料的渗水性能。开发的高粘结水性环氧乳化沥青防水粘层材料具有良好的力学性能和抗渗水性。
  • 王涛, 杜存山, 祝和权, 石振平, 南阳, 贾恒琼
    材料保护. 2021, 54(10): 73. DOI:10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.10.014
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    为了给铁路行业混凝土桥附属钢结构提供长效防腐蚀技术,通过对多元素粉末共渗、不含重金属的水性硅酸盐钝化液钝化和调色封闭成套技术(简称PCA)的研究,开发出了一种耐中性盐雾超过1 200 h的混凝土桥梁附属钢结构用防腐蚀技术,采用扫描电镜、能谱仪等分析手段研究了防腐蚀层的微观结构与元素分布。结果显示:经多元素粉末共渗技术处理后的钢构件,其表面共渗层为含Zn、Fe、Al元素的合金层,其与基体结合紧密;使用不含重金属的硅酸盐钝化液在共渗工件表面形成钝化膜,对工件表面渗层缺陷具有良好的修复与钝化能力,钝化处理的共渗样品具有良好的耐盐雾性能,钝化后样品盐雾1 200 h未见红锈;使用水性单组分烤漆对试样进行封闭处理可以提高其耐腐蚀性能和耐老化性能;经过PCA技术处理的钢横梁整体耐中性盐雾可达1 200 h以上。通过现场2年多的实际使用,效果良好。
  • 方舒, 朱俊楠, 谭润秋, 黄金鑫
    材料保护. 2021, 54(10): 78. DOI:10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.10.015
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    目前国内还鲜见针对芯片封装用焊锡球表面处理剂方面的研究报道。为此,以SnAg3.0Cu0.5合金焊料的球珊阵列封闭(BGA)焊锡球为基础,研制并评价了一种BGA焊锡球表面处理剂。该表面处理剂是由85%~92%(质量分数,下同)的松香、5%~10%的聚乙烯、2%~4%的低熔点蜡以及0.5%~1.0%的活性剂和增塑剂等添加剂组成,再将其按质量份数将1份混合液用80份正己烷稀释而制成。通过对覆膜后BGA锡球的焊接过程、微观组织、空洞情况、黏球情况、抗氧化性以及在焊锡球表面的包裹状态等为评价指标,评价了该表面处理剂的性能。结果表明:此种表面处理剂的使用能够满足焊锡球的焊点饱满且均匀、焊接性能良好、不黏球、抗氧化膜包覆均匀且抗氧化性能优异等必要条件,能够满足公司内控及BGA焊锡球的客户使用要求。
  • 徐洪鹏, 邹慧, 王景帅, 李丁丁, 庞茂飞, 张梅荣
    材料保护. 2021, 54(10): 82. DOI:10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.10.016
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     静电旋杯涂装工艺是当前主流的汽车涂装工艺,为保证涂装室内挥发性有机物(Volatile Organic Compounds,VOCs)废气浓度低于其爆炸下限,会配套使用排风系统进行通风。采用计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)技术从理论上探究了涂装室内风速对漆膜均匀性的影响,结果表明,随着室内风速增加漆膜均匀性逐渐恶化,确定最佳风速范围为0.2~0.4 m/s。
  • 宋成立, 刘新宝, 郭继银, 朱麟, 张凯
    材料保护. 2021, 54(10): 87. DOI:10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.10.017
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    针对CO2复合汽驱工艺的特点,研究地面集输工艺管道材料的适用性。采用理化检验、高温高压釜浸泡、腐蚀产物分析等方法,对碳钢(20和L245NS)和不锈钢(304L和316L)开展相关试验研究。结果显示:在温度100 ℃、总压0.6 MPa、CO2气体含量0.48 MPa、H2S气体含量0.001 2 MPa条件下,2种碳钢均腐蚀明显,表面附着了一层聚集性颗粒状的腐蚀产物,腐蚀产物的主要元素组成为C、O、S、Cl和Fe,物相主要组成为FeS和FeCO3,腐蚀程度为严重程度;而2种不锈钢腐蚀轻微,表面腐蚀产物较少,腐蚀程度为轻度。建议CO2复合汽驱工艺管道优先选用304L或316L不锈钢,若要选择20钢或L245NS等碳钢时需配套加注缓蚀剂,且缓蚀率达到70%以上。
  • 杨栋, 吴志生, 弓晓园, 张立
    材料保护. 2021, 54(10): 93. DOI:10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.10.018
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    针对镁合金焊接接头耐腐蚀性差的问题,采用液氮作为制冷剂,在-190 ℃对AZ31镁合金MIG焊接接头进行了不同时间的深冷处理,随后在3.5%的NaCl腐蚀液中进行全浸腐蚀试验,通过失重法、微观金相观察以及XRD分析等探讨了深冷处理时间对镁合金焊接接头耐腐蚀的影响。试验结果表明:合理控制深冷处理时间可以提高镁合金焊接接头的耐腐蚀性,其中经过(-190 ℃、6 h)深冷处理后的焊接接头耐腐蚀性较好。
  • 赵彦文, 孙乐民
    材料保护. 2021, 54(10): 97. DOI:10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.10.019
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    动态受流质量和导电稳定性是衡量载流摩擦配副集电装置性能的重要指标,以纯铜和铬青铜为研究对象,在自制的载流试验机上探讨了低速下载流摩擦配副导电稳定性和摩擦学性能之间的关系。结果表明:导电稳定性和配副的摩擦系数稳定性变化趋势一致且相互促进、互为增益,在获得载流稳定性的同时,摩擦性能也处于稳定的状态;二者随电流、载荷的增大而趋于更加稳定,摩擦副既获得高而稳定的动态受流能力,又处于良好的摩擦学特性状态,有利于提高耐磨性、降低磨损。
  • 综述
  • 李家惠, 刘梅军
    材料保护. 2021, 54(10): 102. DOI:10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.10.020
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    金属/陶瓷阻隔层不仅可用于防钛火可磨耗封严涂层起阻燃作用,还可用于航空发动机热部件的热障涂层。以航空发动机压气机防钛火涂层的应用为主要背景,对金属/陶瓷阻隔层体系结构设计、涂层材料以及制备方法进行了系统的阐述。在涂层材料层面,分别介绍了陶瓷层与金属粘结层的材料成分设计、性能特点及其合成方法。在涂层制备技术层面,主要阐述了等离子喷涂(PS)、电子束物理气相沉积(EB - PVD)以及新型的等离子物理气相沉积(PS - PVD)3种方法。最后,面向防钛火涂层的发展需求,提出了金属/陶瓷阻隔层未来在材料升级、工艺优化、性能表征以及涂层技术理论体系等方面的发展方向。
  • 夏思瑶, 吴勇, 张博闻, 黄天纵
    材料保护. 2021, 54(10): 111. DOI:10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.10.021
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    钯改性铝化物涂层能提高铝化物涂层的抗高温氧化和耐热腐蚀性能,Pd元素的加入使NiAl相的高温稳定性更强,并能抑制部分基体合金元素向外扩散。与目前常用的铂改性铝化物涂层相比,钯改性铝化物涂层不会出现脆性相,通过工艺控制涂层中钯的浓度,涂层的力学性能不会受到钯的影响。综述了钯改性铝化物涂层的制备方法、结构、钯元素对涂层性能的影响及可能的形成机理,并展望了钯改性铝化物涂层的未来发展方向。
  • 汪鸿, 吴颖, 廖伯凯, 郭兴蓬
    材料保护. 2021, 54(10): 117. DOI:10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.10.022
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    锡基电子材料是电子元器件封装及焊接的核心材料之一,针对锡基电子材料服役过程中存在的电化学迁移失效问题,讨论了锡基电子材料的主要失效形式、电化学迁移的机理、研究方法、评价方法以及抑制方法,综述了掺杂不同合金元素对锡基电子材料电化学迁移行为的影响规律。
  • 查丽娜, 李金花, 周保学, 袁玥文, 袁华
    材料保护. 2021, 54(10): 123. DOI:10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.10.023
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    从资源化利用角度,介绍了基于离子交换技术的电镀含铬(Ⅵ)废水在线回收及原位利用的技术进展,包括离子交换剂的选择、在线回收、原位利用工艺条件以及逆流漂洗工艺。该技术不仅实现了重金属在电镀生产线中的原位利用,而且也实现了水的回用,对电镀铬(Ⅵ)废水源头及过程控制具有重要意义。
  • 陈则胜, 李伟, 刘峥, 魏润芝
    材料保护. 2021, 54(10): 127. DOI:10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.10.024
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    金属是目前应用最广泛的材料之一,然而金属极易腐蚀,其中微生物腐蚀在金属腐蚀中不容忽视。硫酸盐还原菌(SRB)是引起金属发生微生物腐蚀的重要因素。从目前已经广泛应用的2种微生物腐蚀防治措施出发,阐述了目前针对杀菌剂与防腐蚀涂层的开发研究进展,并对未来硫酸盐还原菌腐蚀防护的研究方向进行了展望。
  • 实用技术
  • 徐接旺
    材料保护. 2021, 54(10): 132. DOI:10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.10.025
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    脱脂、涂油和焊接是汽车用钢生产加工过程中最为常用的3种处理工艺。为提高汽车板表面耐蚀性能并延长其使用寿命,以280VK 汽车结构用钢为基材,系统研究了3种处理工艺对 280VK钢腐蚀行为的影响。结果表明:涂油试样具有良好的耐湿热性能。高温焊接时试样表面油膜的分解、组织结构和表面状态的变化,导致材料在焊点处具有较高的电化学活性,优先被腐蚀。3种试样的腐蚀速率与试样的服役环境有关,在C(Cl-)=0.05 mol/L 的 0.50 mol/L Na2SO4 溶液中,3种试样的耐蚀性能差异较大,防锈油的防护性能越明显。防锈油对 280VK 钢表面微孔具有良好的填充作用,导致试样表面的孔隙率和孔径大幅减少。此外,防锈油不仅防止了水、电解质和氧气等腐蚀介质直接与基材接触,而且能阻碍水分子的吸附,从而显著提高了材料的耐蚀性能。
  • 杨军华, 陈旭, 王伟, 梁元军, 贾雪, 朱理智
    材料保护. 2021, 54(10): 138. DOI:10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.10.026
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    为提升雷达恶劣海洋环境适应性,对TP - GEP - 1石墨烯锌粉涂料进行了性能研究,发现其锌含量明显低于富锌涂料,自腐蚀电位明显低于Q345钢,利用TP - GEP - 1和TH06 - 36环氧中间漆以及TS96 - 61含氟聚氨酯面漆按GB/T 30790.5标准的要求组成涂层系统,按GB/T 30790.6和GJB 150测试了涂层系统的耐腐蚀性能和耐温度应力性能,并进行了西沙自然环境暴晒。结果表明:涂层系统具有优异的耐腐蚀性能和耐温度应力性能,能满足雷达在恶劣海洋环境条件下的耐久性要求。由于其耐腐蚀性能优异,施工工艺简单,便于质量控制,已逐步批量应用于国产雷达装备,有效提升了雷达在恶劣海洋环境中的防护性能。
  • 陈洁明, 杨晓, 郭海霞, 袁晓冬, 李雪峰
    材料保护. 2021, 54(10): 142. DOI:10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.10.027
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    15CrMo热浸镀锌换热管在使用2 a左右发生腐蚀泄漏。利用金相分析、化学成分分析、扫描电镜、能谱分析、X射线衍射等方法,结合失效件现场使用工况及环境,对腐蚀原因进行了分析。结果表明:造成镀锌管发生腐蚀的主要原因是外部喷淋冷却水中腐蚀性离子Cl-、SO42-的含量较高,加速了镀锌层的腐蚀,同时镀锌层质量存在问题(存在微裂纹及较多粗大柱状晶形态的ζ相),降低了其耐蚀性,并且高温环境增加了镀锌层的腐蚀速率,从而导致镀锌层腐蚀破坏,失去了其保护作用,造成管材基体的腐蚀泄漏。
  • 李海洪, 邓春林, 方翔
    材料保护. 2021, 54(10): 146. DOI:10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.10.028
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     某煤码头钢管桩采用外加电流阴极保护系统保护,施工后发现无论如何调整输出电流系统均处于欠保护电位状态。为此,对外加电流阴极保护系统的电路布置、系统组件、电连接电阻、整流器电气参数等进行了详细检测。结果表明:系统存在辅助阳极部分失效、电连接电阻偏大以及整流器部分显示参数错误等故障,但整个汇流回路采用串联连接是系统失效的主要原因,连接电缆导体截面积过小更进一步加剧了系统的恶化,仿真结果也与此结论吻合。
  • 张利峰, 佟海生, 王卫东, 刘科虹, 李海杰, 王志强, 温钢柱, 王雅君, 唐喜荣
    材料保护. 2021, 54(10): 150. DOI:10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.10.029
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     材质为PCrMo钢的M8 mm×1 mm - 25 mm高强螺栓在装配后发生断裂,利用宏观、金相显微镜、扫描电镜等测试手段,从显微组织、断口形貌等角度分析了高强螺栓断裂的失效原因。结果表明:螺栓的化学成分、硬度符合图样设计要求,在螺栓装配过程中未规定安装的方法及力矩,造成螺栓受外力过大;断口处及心部为沿晶开裂+韧窝形貌,分析螺栓表面处理工艺,磷化前酸洗工序和磷化过程会造成基体含氢量增加,螺栓在异常外力与基体氢脆内因的共同作用下,最终发生断裂。针对上述断裂原因采取了规定紧固力矩、增加装配专用工装及优化表面处理工艺3方面工艺措施,解决了螺栓的断裂问题。
  • 陈兴阳, 马琳琳, 赵峰霆, 宋俊俊, 谢浩平
    材料保护. 2021, 54(10): 154. DOI:10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.10.030
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    某12Cr1MoVG钢锅炉在投入使用数月后发现过热器管弯头处发生开裂。采用光学显微镜、显微硬度计、扫描电子显微镜和能谱仪对锅炉过热器管弯头开裂进行了失效分析。结果表明:过热器管弯头失效的主要原因为碱性环境下的应力腐蚀和氢脆,过热器管弯头在运行过程中局部存在浓缩碱溶液,浓缩碱溶液在高温和水的作用下腐蚀管道内壁并生成微量的氢,氢在残余应力的作用下侵入金属内部并在晶界处聚集引发氢脆,这是造成弯头内壁形成大量沿晶裂纹的根本原因。