材料保护

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李庆鹏, 张登华, 杨宏强, 王娜, 孔祥峰, 管勇, 刘建国, 严川伟, 张亮, 殷跃军, 韩长智

材料保护. 2021, 54(6): 1-6. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.06.001

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为提高无铬达克罗涂层的润滑及耐蚀性能，采用片状铝粉为填料，PTFE为润滑填料，硅烷A-187为成膜物，制备了一种应用于无铬达克罗涂层表面的水性无铬润滑封闭涂层。通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱(EDS)测试、中性盐雾试验、动电位极化曲线测试和电化学阻抗分析等手段对涂层的表面形貌、成分及耐蚀性能进行了表征。结果表明：制备的水性无铬润滑封闭涂层与无铬达克罗涂层结合良好，涂装后表面均匀且致密；复合涂层(无铬达克罗涂层+水性无铬润滑封闭涂层)防护体系经960 h盐雾试验后，表面无红锈产生；复合涂层与单层无铬达克罗涂层相比，腐蚀电位正移，腐蚀电流降低，腐蚀电阻增加，表明复合涂层具有较好的耐蚀性能。

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海洋大气环境下稀土及铌微合金钢的腐蚀行为研究

张弦, 胡泓亦, 龚丽, 汪致远, 彭鼎, 祝长金, 韦文追, 吴开明

材料保护. 2021, 54(6): 7-15. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.06.002

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为给微合金钢的设计开发理论提供数据支撑，通过显微组织表征、干湿交替循环试验、中性盐雾试验和电化学分析等测试手段研究了稀土微合金钢和铌微合金钢在海洋大气环境中的腐蚀行为，对比分析了其耐腐蚀性能。结果表明：微合金钢的显微组织由铁素体和珠光体组成，并且铌微合金化有助于细化晶粒并能阻碍珠光体组织的形成。在腐蚀初期锈层的主要成分为γ-Fe2O3，γ-FeOOH，对于基体的保护性并不明显。随着暴露周期的延长，γ-FeOOH逐渐转化为α-FeOOH，提高了锈层对基体的保护作用，从而使腐蚀电流密度下降，提升了2种钢的耐腐蚀性能。经过较长周期腐蚀后，铌微合金钢中晶粒的细化有利于增加表面锈层的致密性，α-FeOOH的含量相对较高，从而减慢了腐蚀速率。因此，相对于稀土微合金钢，铌微合金钢显示出更好的耐大气腐蚀性能。

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工作气体对含氢DLC涂层热稳定性及力学性能的影响

毕君, 彭继华, 李烈军, 周峰

材料保护. 2021, 54(6): 16-21. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.06.003

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为了揭示工作气体对DLC涂层的影响及为DLC在高温下的应用提供参考，通过通过控制工作气体中乙炔含量(C2H2/Ar流量比=100∶0、75∶25、50∶50)，采用等离子体增强化学气相沉积(PE-CVD)技术在304不锈钢基体上制备不同含氢量类金刚石薄膜(a-C:H)；采用红外退火装置对样品进行了恒温退火处理，使用球-盘式摩擦仪测试了它们的摩擦曲线，并使用显微硬度仪测量了各种处理状态下的显微硬度；使用差热分析仪、拉曼光谱、红外光谱、场发射扫描电镜等分析表征了薄膜的组织结构。研究结果表明：工作气体中乙炔的含量影响DLC涂层的表面形貌和生长速度。随着工作气体中乙炔含量降低，涂层表面趋于光滑平整；DLC生长厚度随工作气体中乙炔含量的减少间呈非线性关系减薄。3组涂层中，75%乙炔制备的涂层sp3含量最低，但直到高于490 ℃时退火其ID/IG才开始迅速增加；且从制备态到各种退火态其硬度均高于乙炔含量为100%和50%的工作气体制备的DLC涂层。在相同的压力下，不同C2H2/Ar流量比的类金刚石薄膜的摩擦系数并没有明显的变化，在低温度退火之后的摩擦系数也没有明显的规律，只是在较高温度(490 ℃)以上，薄膜因为受到高温作用而加速了sp3到sp2的转变从而生成了大量石墨相，导致摩擦系数的下降。

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不同链长的吡啶基离子液体在盐酸中对N80钢的缓蚀行为

薛娟琴, 高源, 唐长斌, 范磊, 尹成先

材料保护. 2021, 54(6): 22-29. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.06.004

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为获得较咪唑啉类更低浓度、更高效率的离子液体缓蚀剂，通过失重测试、电化学测试、扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)等研究了不同浓度的吡啶基离子液体B4MePyBr、O4MePyBr和硫酸二甲酯吡啶季铵盐缓蚀剂在盐酸中对N80钢的缓蚀行为。失重试验表明，3种缓蚀剂的缓蚀效率均随着添加浓度的增加而增加，25 ℃下当O4MePyBr添加浓度为10 mmol/L时，缓蚀效率能达到90%以上，且3种缓蚀剂的最大缓蚀效率排序为O4MePyBr > B4MePyBr > 硫酸二甲酯吡啶季铵盐；电化学测试表明，3种缓蚀剂均为混合型缓蚀剂；表面形貌测试表明，缓蚀剂能够有效地吸附在碳钢表面，吸附膜层非常紧密；3种缓蚀剂在碳钢表面的吸附均遵循Langmuir吸附等温方程。

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新型水性环氧富锌涂料的制备及性能研究

曹茜, 程旭东, 刘伟, 刘瑞清, 徐凯, 余飞

材料保护. 2021, 54(6): 30-33. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.06.005

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为了满足重防腐蚀领域对涂料耐久性的需要，通过调节环氧富锌涂料中锌粉的比例、添加硅烷偶联剂、优化涂料防沉体系，制备了耐腐蚀性能强、储存稳定性高的水性环氧富锌底漆。研究了该涂料中锌粉、偶联剂、防沉剂3种组分对涂层耐腐蚀性能、附着力及储存稳定性的影响，并将该涂层与环氧中间漆、水性聚氨酯防腐蚀面漆组成了复合涂层体系，分析测试了复合涂层体系的耐中性盐雾腐蚀性能及附着力。结果表明：制备水性环氧富锌底漆的过程中，控制有机膨润土和亲油性气相二氧化硅的含量可提高涂料的储存稳定性，其中锌粉加入量为55.0%(质量分数，下同)，防沉剂有机膨润土和气相二氧化硅含量分别为0.8%和1.0%时，涂料的储存稳定性可达10级；硅烷偶联剂加入量为1.5%时，涂层与基体间的结合强度可达到11.3 MPa；该涂料作为底漆与环氧中间漆、水性聚氨酯面漆组成的复合涂层体系，在经过3 600 h中性盐雾试验后不剥落，可用于重防腐蚀领域。

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GO负载纳米Al2O3对环氧树脂耐磨性能的影响

张瑞珠, 张豪, 崔祥程, 邵玉飞, 黄建林

材料保护. 2021, 54(6): 34-39. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.06.006

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为了研究出一种耐磨性能优异的环氧树脂基纳米复合材料，将球形纳米氧化铝经γ-氨丙基三甲氧基硅烷改性后负载到氧化石墨烯表面，再将其作为填料加入到环氧树脂中，制备出球形纳米氧化铝/氧化石墨烯/环氧树脂新型纳米复合材料。利用硬度计、磨耗仪及万能试验机，分别对纳米复合材料的硬度、磨损量、弯曲性能和冲击性能进行测试。试验结果表明：该新型纳米复合材料相较于纯环氧树脂，磨损量减少了52.5%；弯曲强度达到了121.4 MPa，为纯环氧树脂的1.44倍；冲击强度达到了27.4 J/m2，为纯环氧树脂的5.96倍。球形纳米氧化铝大的比表面积与表面作用力增强了片层状氧化石墨烯和环氧树脂的表面作用，进而使该新型纳米复合材料表现出了优异的耐磨性能。

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T型三通管道不同流向的数值模拟分析

闫宏伟, 王璐, 彭方现, 李鹏程, 杨雄, 侯相荣

材料保护. 2021, 54(6): 40-45. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.06.007

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在管道使用过程中，由于管道介质中夹带微小固体颗粒易产生冲蚀磨损造成管道穿孔而发生泄漏等问题，为此，运用Fluent软件中的DPM冲蚀预测模型，对不同气流方向下的T型三通管的冲蚀、应力和形变量进行数值模拟，从而得出受冲蚀磨损比较严重的区域以及产生最大应力和形变的区域。结果表明:经过分析，三通管在使用过程中易出现冲蚀磨损、应力集中区域和形变部位，因此对三通管材料的力学性能存在着较高要求。分流a工况下的冲蚀速率为5.59×10-9kg/(m2·s)，受到的冲蚀磨损最大；汇流b工况下的冲蚀速率为3.03×10-9 kg/(m2·s)，受到的冲蚀磨损最小；冲蚀速率较大的工况下的最大应力和形变量也较大。

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基于电化学对汽车用有机防腐蚀涂层的性能评价

苏建, 丛玉凤, 黄玮, 姜传东

材料保护. 2021, 54(6): 46-51. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.06.008

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为了应对汽车内腔的腐蚀问题，制备了一种汽车内腔防腐蚀有机涂层，对汽车在服役过程中内腔受到的腐蚀进行防护。采用高低温试验、热分析、微观结构、湿热试验、盐雾试验和电化学测试方法对涂层性能进行了评价。结果表明：涂层在高温(80 ℃，24 h)和低温(-35 ℃，8 h)环境中具有很好的稳定性，膜层结构紧密；在高温高湿360 h和盐雾的环境下测试120 h后，耐腐蚀性能达到行业标准一级；在3.5%(质量分数)NaCl溶液中浸泡96 h后涂层电阻仍达3.14×106 Ω·cm2，表明制备的有机防腐蚀涂层具有良好的防腐蚀性能。

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二次喷丸诱导应力及变形工程预测方法

陈李学, 李伟刚, 蒋建军, 王成雨, 门向南, 钞欣, 曾维逵, 杨杰

材料保护. 2021, 54(6): 52-58. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.06.009

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为建立二次喷丸的等效分析方法，在单次喷丸诱导应力及饱和度已知的情况下，进行金属零件二次喷丸的诱导应力和变形的工程预测。以单次喷丸的饱和度曲线为分析基础，讨论了二次喷丸饱和度与喷丸时间的变化规律。用正弦函数的形式表达喷丸诱导应力，并建立了零件的平均诱导应力和饱和度之间的关系。结果表明：针对弹丸尺寸不同的二次喷丸过程，进行了基于多弹丸随机喷丸技术的有限元仿真，得到的喷丸诱导应力与理论结果相差5%左右；针对喷丸压力不同的二次喷丸过程，使用标准阿尔门试片进行了喷丸试验，试片变形与理论结果相差3%左右。仿真和试验结果均表明提出的预测方法有效、准确，可较好地预测二次喷丸后零件的残余应力和变形。

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高流速、高盐、高CO₂湿气条件下X60管线钢顶部的腐蚀行为

于勇, 樊学华, 张玉楠, 朱金阳, 陈丽娟, 刘兆文, 张雷

材料保护. 2021, 54(6): 59-63. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.06.010

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为明确X60管线钢在高流速、高含盐、高含CO2湿气条件下的顶部腐蚀行为和规律，采用高速湿气环路系统对X60管线钢进行湿气顶部腐蚀模拟评价试验。通过腐蚀前后试样的失重量评估X60管线钢湿气顶部腐蚀的情况，并采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)以及X射线衍射仪(XRD)等测试分析手段，研究了不同含水率和不同Cl-浓度对X60管线钢湿气顶部腐蚀行为的影响。结果表明：在1 MPa CO2、气体流速10 m/s、Cl-含量分别为130 000，170 150 mg/L，含水率分别为0.03%和0.05%的工况下，X60管线钢试样表面均有结晶盐粒分布，即在较长服役周期下存在结垢风险。在Cl-含量为130 000 mg/L时，高含水率能促进X60管线钢的腐蚀；当Cl-含量增至170 150 mg/L时，含水率的升高反而抑制X60管线钢的顶部腐蚀。

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激光熔覆Fe基合金涂层的高温磨损性能

张明奇, 姜伟, 王树奇

材料保护. 2021, 54(6): 64-71. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.06.011

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为了提高H13钢的高温耐磨性，通过激光熔覆在H13钢表面成功制备了Fe基合金涂层，对涂层和H13钢进行了高温磨损测试，对涂层和H13钢的高温磨损性能进行了比较研究，并讨论了其磨损机理。结果表明：与H13钢相比，该涂层的磨损率均比H13低，具有更好的高温耐磨性，尤其是在600 ℃时表现更为突出。在400 ℃下50～150 N时，涂层的磨损率随载荷增加而逐渐增加，而H13基体则是先增后降，但涂层的磨损率均比基体低。在600 ℃下50～100 N时，H13钢的磨损率随载荷增加而增加，在载荷为150 N时，H13钢的磨损率开始急剧增加，发生了严重的塑性挤出磨损，此条件下，涂层的磨损率也随着载荷的增加而增加，在150 N时增速较大，但磨损率远小于基体。在400 ℃下50～150 N时和600 ℃下50～100 N时涂层普遍存在氧化性轻度磨损，由此产生的致密的摩擦层可为涂层提供良好的保护。当温度和载荷分别达到600 ℃和150 N时，涂层疏松的摩擦层逐渐失去其保护功能，且普遍存在氧化磨损。

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电阻探针技术和挂片失重法腐蚀监测结果的对比分析

王一品, 安江峰

材料保护. 2021, 54(6): 72-78. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.06.012

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目前，传统的腐蚀挂片法已不能满足腐蚀行业对于数据量的需求，为此研究了电阻探针监测技术和传统的挂片失重法在武汉大气环境下腐蚀速率的相关性。结果表明：在5 ℃≤θ≤35 ℃且相对湿度RH≥60%的大气环境中，腐蚀挂片法得到的腐蚀速率是电阻探针法的1.3倍。在上述温度和湿度范围内，温度和湿度越高，腐蚀速率也就越高，两者的交互作用对腐蚀速率有正向影响。相比较腐蚀挂片法，电阻探针技术有较好的实时监测效果。

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胶囊含量对建筑防腐蚀环氧树脂涂层组织和力学性能的影响

黄丙利, 马永全

材料保护. 2021, 54(6): 79-82. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.06.013

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为了提高建筑防腐蚀环氧树脂涂层的力学性能，选择在环氧树脂中同时加入胶囊的方法，制得了具有自修复功能的建筑防腐蚀涂层，研究了胶囊引起的涂层力学特性变化并测试了涂层自修复效果。研究结果表明：制备的涂层中并未产生裂纹，形成了致密的组织，胶囊在涂层内保持完好的外形结构，没有出现胶囊的破损或粘结。当胶囊含量提高后，涂层硬度保持基本恒定，冲击强度和拉伸强度先增大后减小。加入4%胶囊(粒径100 μm)时，涂层冲击强度增大18.0%左右，拉伸强度增大13.9%，此时显著提高了裂纹的修复速度，可以对涂层裂纹起到更高效的修复作用。提高胶囊加入量时，生成了具备更高修复能力的涂层。综合分析认为控制涂层内的胶囊比例为4%时最佳。

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P110S在高温CaCl₂完井液中的腐蚀规律研究

黄知娟, 王贝, 杨志文, 龙武, 潘丽娟, 张雷

材料保护. 2021, 54(6): 83-87. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.06.014

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面对日益苛刻的井下腐蚀工况，关于油井套管在高温CaCl2完井液中的服役性能有待进一步明确。同时，CO2侵入、管体塑性变形等也会对油管的耐蚀性及开裂敏感性产生影响。为此，利用高温高压反应釜进行腐蚀模拟试验，采用失重法、电化学法、SEM、XRD测试分析等手段，对P110S在高温CaCl2完井液中的腐蚀行为进行了研究。结果表明:在无应力、无CO2侵入时，P110S在CaCl2完井液中无局部腐蚀风险，但提高温度会导致其腐蚀速率上升；在210 ℃时，P110S的腐蚀速率会因为CO2的侵入明显上升且有局部腐蚀风险；在210 ℃、无CO2侵入工况下，P110S的塑性变形区存在严重的局部腐蚀风险。

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焊后热处理对1.25Cr0.5Mo钢在循环水中腐蚀行为的影响

程傲, 史艳华, 杨众魁, 乔忠立, 王玲

材料保护. 2021, 54(6): 88-92. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.06.015

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目前有关焊后热处理对1.25Cr0.5Mo钢的腐蚀行为的影响规律尚无文献报道。为此，对正火态1.25Cr0.5Mo钢分别进行淬火、高温回火及调质，模拟不同的焊后热处理，对其金相组织进行分析，并对其腐蚀行为进行电化学测试，研究了不同热处理对1.25Cr0.5Mo钢组织和耐蚀性能的影响。结果表明：正火态1.25Cr0.5Mo钢的金相组织为铁素体和珠光体，淬火组织为板条马氏体，高温回火组织为粗大铁素体和珠光体，调质态组织为均匀的回火马氏体和细小碳化物；淬火处理加速了1.25Cr0.5Mo钢在工业循环水中的腐蚀速度；高温回火处理对腐蚀行为影响不大；调质处理显著提高了1.25Cr0.5Mo钢的耐蚀性，是因为调质热处理细化了材料的组织，细化后的组织较晶粒粗大的淬火及淬火后高温回火组织更容易形成氧化物膜，阻碍电极的放电过程，从而获得了较好的耐蚀性能。

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季戊四醇单油酸酯的合成及抗磨性能研究

何朝良, 张晓行

材料保护. 2021, 54(6): 93-96. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.06.016

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为促进酯型柴油抗磨剂的应用，将季戊四醇和油酸在固体酸催化剂的作用下合成季戊四醇单油酸酯，通过红外光谱分析和核磁分析确认了合成产物的结构；并通过HFRR高频往复仪和相应国家标准要求对该产物的润滑性能及理化性能进行了测试表征。结果显示：该产物作为柴油抗磨剂使用时，对基础柴油的主要性能指标均无明显影响；而且该产物与十六烷值改进剂、降凝剂、抗静电剂的配伍性良好。

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柴油组分对润滑性改进剂使用性能的影响

庞博, 黄占凯

材料保护. 2021, 54(6): 97-101. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.06.017

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针对柴油润滑性改进剂(也称抗磨剂)对不同柴油作用效果的差异，选取H炼厂两批次柴油为样品，采用气相-质谱联用和模拟蒸馏对柴油组分进行对比分析，然后通过测磨痕直径的方式，探究链烷烃、环烷烃和芳烃对单油酸丙二醇酯和单油酸甘油酯润滑性改进剂使用性能的影响。结果表明：环烷烃对柴油润滑性改进剂的使用效果起负面作用，而链烷烃和芳烃没有直接影响；并推断出环烷烃通过空间位阻作用，降低了润滑膜的致密性，从而降低了润滑性改进剂的效果。最后，通过加入氢键作用更强的酯型润滑性改进剂，减缓环烷烃的干扰作用，更有效地提高了柴油的抗磨性。

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Y含量对18CrMnB齿轮钢表面粉末包埋渗Nb层性能的影响

崔四芳, 宋慧啟, 卢治功

材料保护. 2021, 54(6): 102-106. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.06.018

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为进一步优化18CrMnB齿轮钢的渗Nb工艺，以18CrMnB齿轮钢为基体，通过掺杂稀土Y的固体粉末包埋法在其表面制得Nb渗层，测试了渗层组织结构、性能与稀土Y加入量(质量分数)之间的关系。结果表明：当在渗层中添加稀土元素后，得到了外形规则的颗粒，并且大部分颗粒的尺寸都很细小，形成了致密的组织结构。还可以看到夹杂着许多Al2O3，确保渗层可以跟基体形成紧密结合。当Y加入量提高后，Nb渗层的硬度先增高后降低，加入1%的稀土时获得了最高硬度。渗层都主要由NbC构成，还有部分Y2O3组织。加入稀土后渗层具有更低的摩擦系数，加入1%稀土时渗层达到了最小的摩擦系数。加入稀土后得到的渗层具有更低的摩擦系数，渗层表面较为光滑，并且其组织也比较致密。

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微弧氧化对6061铝合金衬套尺寸精度及性能的影响

宋娜, 强巍, 陈震, 郭秀乔, 赵晨宇

材料保护. 2021, 54(6): 107-111. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.06.019

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目前有关铝合金微弧氧化膜的膜层结构和精密薄壁件微弧氧化前后的尺寸精度变化研究较少。以航空发动机燃油控制系统附件——6061铝合金衬套(精密薄壁件)为研究对象，在试件表面进行A、B、C、D 4组不同微弧氧化工艺处理，对陶瓷膜层的微观组织形貌、成分、表面硬度进行检测分析，并分别测量其在微弧氧化处理前后内径尺寸、内孔圆柱度、表面粗糙度的变化。试验结果表明：采用特殊辅助工装的C、D组微弧氧化工艺，膜层性能优异，其表面硬度可达900 HV，是6061铝合金基材硬度的6倍，能大幅提高零件的耐磨性和使用寿命，同时满足尺寸精度要求，为后期铝合金微弧氧化工艺的工程化应用奠定了一定的基础。

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电气铜排镀锡层的防护性能研究

冯叶琳, 丁运虎, 毛祖国, 黄兴林, 王柱元, 黄朝志, 叶成茁

材料保护. 2021, 54(6): 112-116. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.06.020

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为进一步促进电镀锡工艺在电气铜排中的实际应用，采用酸性镀锡工艺在铜排表面制备不同厚度的镀锡层，系统性研究了不同锡层厚度和不同锡保护剂对外观、接触电阻、可焊接性的影响；并采用电化学扫描、中性盐雾试验和高温高湿试验研究了其耐蚀性能。结果表明：铜排镀锡后接触电阻仅增大0.2 μΩ，且锡层厚度对接触电阻影响较小；钎焊覆盖率提高40%，随着锡厚度增加焊接面更加细致；高温高湿和中性盐雾试验通过1 000 h测试，无严重腐蚀；锡保护工艺提高镀层防变色、耐腐蚀性能的同时对接触电阻和可焊接性影响较小。最后对不同服役条件下的铜排给出了对应的镀锡防护方案。

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超疏水铝表面的一步法电化学制备及其耐蚀性能研究

李丽萍, 周吉成, 刘元伟, 陈宇

材料保护. 2021, 54(6): 117-121. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.06.021

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金属材料的表面超疏水改性可以显著改善其耐腐蚀性能。为了制备超疏水铝合金表面，结合化学刻蚀与电化学氧化技术，采用一步法在铝表面构筑超疏水结构，研究了其中盐酸含量和氧化时间对铝电极表面结构和性能的影响。采用接触角测试仪表征了铝表面的疏水性能，利用扫描电镜和能谱仪分析了铝表面的微观形貌和化学组成。采用电化学阻抗谱和电化学噪声技术评价了改性铝电极在3.5%NaCl溶液中的耐蚀性能。结果表明：当盐酸浓度为0.015 mol/L，电压为2 V，氧化时间为20 min时，可在纯铝上制备得到接触角为155.8°、滚动角为3.1°的超疏水表面。电化学阻抗测试结果表明，电荷转移电阻由121 Ω·cm2增大至1 941 Ω·cm2，超疏水铝表面的保护效率高达93.8%。电化学噪声测试表明，铝电极表面的超疏水改性能够显著地减弱其在3.5%NaCl溶液中的局部腐蚀强度。

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冷却速率对包埋渗B的组织和性能的影响

胡建军, 裴尧鑫, 郭宁, 曾敬

材料保护. 2021, 54(6): 122-127. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.06.022

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为掌握粉末包埋渗硼(B)工艺后冷却方式对其组织性能影响规律，采用粉末包埋法在40Cr基体表面制备了渗B层，利用X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜、能量色散光谱仪、显微硬度测试仪、摩擦磨损试验仪等研究了炉冷、空冷、液氮冷和水冷条件下渗B层的物相、界面组织和性能。结果表明：冷却速率对渗B层组织形貌影响很小，所有渗层均由Fe2B柱状晶粒组成，但随着冷却速率的增加，渗B层逐渐出现微裂纹；存在一临界冷却速率vc(100 ℃/s <vc<1 000 ℃/s)，能够改变Fe2B晶粒的择优取向生长；炉冷条件下的渗B层有最高的平均硬度、致密度以及最优的耐磨性。

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05Cr17Ni4Cu4Nb材料表面QPQ处理工艺的研究

李端, 王蓓, 吴頔, 张波

材料保护. 2021, 54(6): 128-130. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.06.023

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为了提高05Cr17Ni4Cu4Nb材料的耐磨性，延长其使用寿命，并扩大其应用范围，采用QPQ热处理工艺对05Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢材料进行表面强化处理，通过扫描电镜、显微硬度计等研究了不同渗氮时间和基盐中氰酸根离子浓度对该材料表面渗层厚度和硬度的影响。结果表明：对于05Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢棒料，氰酸根离子浓度分别为32%～35%、35%～38%，渗氮时间分别为30～40 min、35～45 min时，材料表面渗层厚度能够达到20～30 μm；对于05Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢板料，氰酸根离子浓度为32%～38%，渗氮时间为30～40 min时，材料表面渗层厚度能够达到20～30 μm。优化的QPQ热处理工艺对于05Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢的实际应用具有一定指导作用。

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正交试验法优化ML20MnTiB精线表面磷化质量的工艺研究

侯凯元, 赵广兴, 都影祁, 张磊, 郭利强, 景双辉

材料保护. 2021, 54(6): 131-135. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.06.025

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为了提升ML20MnTiB精线表面磷化膜的质量，满足客户大变形多工位高速冷成型需求，采用正交试验方法研究了不同酸洗拉拔工艺对ML20MnTiB合金钢丝磷化膜的膜重、SEM形貌和成分的影响。结果表明：第3次抽丝不酸洗，采用凯密特尔工艺磷化，控制精抽变形量为10%时，获得的表面磷化膜最重、磷化有益成分最高、微观形貌最为理想，更符合冷加工成型工艺要求。

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金刚石涂层激光抛光机理及加工工艺研究进展

王海航, 马玉平, 武晓龙, 韩源, 章星星

材料保护. 2021, 54(6): 136-146. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.06.026

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CVD金刚石涂层表面粗糙度高、颗粒大，不能满足精密和超精密加工的要求，在一定程度上制约了其发展和应用，降低CVD金刚石涂层表面粗糙度是迫切需要解决的难题。阐述了激光抛光CVD金刚石涂层机理，对比了微观抛光和宏观抛光的差异，总结了国内外激光抛光金刚石涂层研究进展，探讨了目前激光抛光金刚石涂层的挑战和亟待解决的难点。

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浅谈高硫原油加工设备的硫腐蚀与防护

姜传东, 黄玮, 丛玉凤, 苏建, 张喆

材料保护. 2021, 54(6): 147-152. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.06.027

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近年来，国内高硫原油的加工比例逐渐增大，硫化物在原油加工过程中对设备的腐蚀是工业上急需解决的一大难题。阐述了高硫原油中含硫化合物的存在形式，并对硫的腐蚀类型进行分析；对近几年常见的原油加工设备的防护技术从两方面进行综述，一是针对原油预处理的电脱盐技术、油脱金属技术、生物脱硫技术，二是针对设备保护的化学保护涂料技术、材料表面改性技术和添加缓蚀剂技术，尤其对新型缓蚀剂的研究机理进行了总结。最后对未来高硫原油加工设备防护技术的研究方向进行了展望。

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基于柔性石墨防腐蚀材料的杆塔桩基紧凑型接地研究

谢洪平, 黄涛, 方潇, 安韵竹, 杜长青, 陈勇

材料保护. 2021, 54(6): 153-158. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.06.028

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架空输电线路杆塔接地施工往往受耕地征用、青苗补偿、道路建筑阻断、线路走廊限宽等条件制约，提高杆塔桩基自然接地的散流能力对降低接地电阻和节约施工成本具有实际意义。用柔性石墨防腐蚀材料的杆塔桩基紧凑型接地方法，采用有限元软件COMSOL Multiphysics建立杆塔桩基散流计算模型，针对单桩基、双桩基及全塔四桩基外敷方式的接地特性与影响因素进行仿真，分析了引流线位置对外敷电极分流特性的影响规律。计算结果表明：对于单个混凝土桩基，引流线位置对接地电阻以及桩基散流特性影响较小；当杆塔采用双基坑和大开挖单基坑施工时，逐桩分体外敷和一体外敷均能起到降阻效果。综合考虑施工难度、材料用量以及外敷方式的通用性，实际杆塔在施工时宜选择逐桩分体外敷方式。

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钢轨电位限制装置对管道干扰的影响

王磊磊, 葛彩刚, 牟晓亮, 蒋卡克, 刘国, 杜艳霞

材料保护. 2021, 54(6): 159-165. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.06.029

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某埋地钢质管道与地铁线路并行，受地铁杂散电流干扰严重，地铁站内轨地电位(铁轨对接地电位)保护装置频繁合闸。通过同步监测轨地电位和管道通/断电电位数据并进行对比分析，研究了钢轨电位限制装置合闸和未合闸状态下，管道受地铁杂散电流的干扰程度和规律。研究结果显示：轨地电位保护装置合闸后，通过地铁站接地网泄放和吸收杂散电流，管道通/断电电位波动幅度变大，造成管道的受干扰程度上升，欠保护管道长度增加，靠近地铁站接地网的管段和远离的管段互为杂散电流的流入流出点，钢轨电位限制装置合闸后，地铁站接地网成为地铁系统的主要杂散电流泄漏点。所考察案例中干扰的峰值出现在靠近地铁站的管段上，管道上所有点的杂散电流流出的时间小于流入的时间。钢轨电位限制装置未合闸时，大部分时间内管道电位的偏移与轨地电位波动具有相关性，但小部分时间段内管道电位的偏移与轨地电位波动不相关，表明所考察案例中除铁轨流入流出的杂散电流外，还存在其他杂散电流对管道造成的干扰。

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长宁页岩气集气管道内腐蚀穿孔原因探究

青松铸, 张晓琳, 文崭, 但霞, 唐宇, 康林, 廖柯熹

材料保护. 2021, 54(6): 166-169. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.06.030

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页岩气集输系统输送介质复杂，易造成管线内腐蚀穿孔泄漏，严重影响页岩气田正常开发与生产。通过对长宁页岩气田穿孔腐蚀管道及输送介质取样分析，发现气质中CO2摩尔分数为0.44%，水质中检测出高含SRB(硫酸盐还原菌)(1.1×105个/mL)、Cl-(21 913.14 mg/L)；采用SEM、XPS、EDS等微观分析仪器分析了集气管内腐蚀产物，其中含有FeCO3(9.31%)、FeS(3.54%)、FeS2(19.09%)；得出造成长宁页岩气生产管线腐蚀的主要原因是CO2、SRB细菌以及Cl-的协同腐蚀作用，CO2溶于管壁表面的液膜，产生酸性腐蚀环境，CO2与Fe发生电化学腐蚀反应，形成点蚀坑，并产生Fe2+；SRB细菌将水质中的

转变为H2S，与Fe2+结合生成FeS、FeS2，并在Cl-的促进作用下，快速造成管道腐蚀穿孔。

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不同打磨下内燃机用GH4169镍基高温合金的高温氧化行为

刘义付, 郑健新, 孙瑞霞

材料保护. 2021, 54(6): 170-174. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.06.031

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为了提高内燃机用GH4169镍基高温合金的抗高温氧化性能，用不同型号砂纸打磨的方式对其表面进行抛光处理，然后进行850 ℃温度下的抗氧化性能试验测试。对各试样进行了氧化增重测试，同时对氧化的截面微观形貌进行了SEM观察，并对氧化产物结构组成进行XRD表征。研究结果表明：采用200号砂纸进行打磨处理的试样达到了最小氧化速率，经过表面抛光后的试样达到了最快的氧化速率，总体表现为表面粗糙度增大后，合金氧化速率发生了减小。以200号砂纸打磨处理后的试样具有强度很高的基体衍射峰，形成了厚度较小的氧化膜，只存在少量的氧化物。此时经过氧化处理后形成了一些NiO白色颗粒与大量黑色氧化物Al2O3，形成了粒径更小的NiO颗粒，分布均匀性也明显变差。

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某天然气管线腐蚀穿孔失效分析

陈朝, 郭玉洁, 孙海礁, 于延钊, 李子墨, 张江江

材料保护. 2021, 54(6): 175-181. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.06.032

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为了解决某天然气输送管线的腐蚀穿孔失效问题，确定造成输气管道腐蚀失效的主要因素，采用扫描电子显微镜、EDS、XRD等分析方法，对某天然气输送管线失效位置进行了宏观形貌、微观形貌、材质及腐蚀产物等的分析研究。结果表明：失效管段处于低洼易积水处，局部腐蚀及穿孔主要发生在6点钟方向。通过元素成分分析和力学性能分析，确定管线材质符合标准要求。腐蚀产物分析表明：腐蚀产物中有硫化物和碳酸盐的存在，且含量较多，管道底部积水诱发的H2S电化学腐蚀和碳酸盐的沉积结垢引起的垢下腐蚀是导致腐蚀穿孔的主要原因。

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