材料保护

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孙晓光, 曹祥康, 韩晓辉, 蔡光义, 董泽华

材料保护. 2021, 54(7): 1. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.07.001

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环氧富锌涂层(ZRE)在海上风电、高速列车中防腐蚀方面得到了广泛应用，富锌涂层中作为牺牲阳极相的Zn粉利用率与涂层中的微导电通道有关。通过向ZRE中添加石墨烯纳米片(GNP)来提高ZRE的屏蔽性能和涂层中Zn粉的阴极保护效率，研究了添加0.5%(质量分数)GNP的ZRE涂层对碳钢保护的长效性影响。利用SEM和光学显微镜对模拟海水浸泡后的涂层表面微观形貌和碳钢基体的宏观形貌进行表征；通过对比涂层电化学阻抗中的特征低频阻抗|Z|0.01 Hz和特征频率f-45°随时间的变化规律，发现GNP可显著提升ZRE涂层的耐蚀能力。采用微区电化学测试技术(SVET)研究了表面带模拟缺陷ZRE涂层在模拟海水中的腐蚀发展过程，发现GNP可显著扩展Zn粉的牺牲阳极保护区域，可将40%(质量分数，下同)Zn含量的ZRE涂层的|Z|0.01 Hz提高1个数量级。在120 h浸泡周期内，含GNP的ZRE涂层可以为缺陷下的碳钢基体提供有效的阴极保护。进一步研究表明： 0.5%的GNP对40%ZRE防腐蚀性能提升最明显，其次是70%ZRE和10%ZRE。这是因为ZRE涂层内均匀分散的GNP片层结构不仅可显著提升ZRE涂层的物理屏蔽性能，同时还通过GNP-Zn微电偶激活了Zn粉牺牲阳极活性，以及通过桥梁作用强化了Zn颗粒之间的联络导电能力，从而提高了涂层中Zn粉的利用效率。

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C/C复合材料表面等离子喷涂ZrO2/SiO2涂层的组织结构及抗烧蚀性能

孙世杰, 马壮, 柳彦博, 焦健, 焦春荣, 杨金华

材料保护. 2021, 54(7): 9. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.07.002

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为了提高C/C复合材料的抗氧化性能，采用大气等离子喷涂(APS)法在C/C表面制备ZrO2/SiO2复合涂层，选用氧乙炔在1 450, 1 700, 2 000 ℃下对涂层进行烧蚀考核，并对团聚粉体以及烧蚀前后涂层的成分及组织进行分析。结果表明：大气等离子喷涂虽然可以实现C/C基体表面ZrO2/SiO2复合涂层的制备，但是由于2种材料熔点差异较大导致粉体熔融不充分，涂层孔隙率为40.12%，涂层结合强度为12.1 MPa。ZrO2/SiO2复合涂层抗烧蚀性能表现较好，其防护机理随温度的增加可以分为2个阶段：低温阶段，SiO2熔化并起到封填愈合作用，提高了致密度，ZrO2逐渐形成骨架，支撑液态SiO2；高温阶段，SiO2逐渐蒸发损耗，涂层中仅剩ZrO2并且发生烧结，继续起到抗氧化烧蚀的作用。

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高固体分环氧防腐蚀涂层/铝合金在模拟超深海高压环境下的防护行为研究

唐楚天, 李想, 王西明, 管金胜, 江炯, 杨劲松, 孙立三, 毛飞雄, 刘栓

材料保护. 2021, 54(7): 15. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.07.003

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为了提高铝合金在深海环境中的防护性能,研制了一种铝合金深海防护用高固体分环氧防腐蚀涂料.采用电化学测试技术、盐雾加速试验和涂层形貌分析等手段研究了高固体分环氧防腐蚀涂层在模拟常压海水环境和超深海高压环境(36.0 MPa)下对铝合金的防护行为.结果表明:高固体分环氧防腐蚀涂料在铝合金基材上的耐盐雾寿命达1000h以上,涂层在铝合金上的拉拔附着力为11.28～13.52 MPa,经36.0 MPa高压盐水浸泡35 d后的湿附着力为7.52～8.12 MPa.铝合金/涂层体系在超深海高压环境下,漆膜吸水导致涂层电阻降低及电容逐渐增大,浸泡35 d后,涂层低频阻抗模值降低到3.85×106 Ω·cm2;深海高压导致涂层中的颜填料疏松,容易形成腐蚀通道导致涂层破损和基体腐蚀.提高涂层在金属上的湿附着力和致密性,是延长涂层在深海环境下防护寿命的关键因素.

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KH550-TiO2@ODA-GO对有机硅-环氧树脂防腐蚀及抑菌性能的影响

张姣, 黄峰, 刘静, 陈雨珊, 岳超雄

材料保护. 2021, 54(7): 21. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.07.004

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目前，有关氧化石墨烯(GO)、十八烷基胺(ODA)和纳米SiO2复合后对材料防腐蚀、抑菌性能的影响研究较少。先后采用十八烷基胺(ODA)及硅烷偶联剂(KH550)改性后的纳米TiO2分别对氧化石墨烯(GO)进行共价改性得到KH550-TiO2@ODA-GO，通过XRD、FTIR、FE-SEM等表征方法研究了该复合材料的物理性能；并将其应用于有机硅-环氧树脂(SMER)，利用扫描开尔文探针(SKP)、电化学阻抗谱(EIS)、盐雾试验及抑菌性能测试等方法评价了该复合涂层的防腐蚀及抑菌性能。结果表明：KH550-TiO2@ODA-GO/SMER涂层在3.5%(质量分数)NaCl溶液中浸泡28 d后，低频端阻抗值(|Z|0.01 Hz)仍高达2.78×109 Ω·cm2；且其对大肠杆菌的杀灭率达到了95%。KH550-TiO2@ODA-GO与SMER涂层的高相容性提高了涂层的界面结合力、延长了腐蚀介质的扩散路径并增强了涂层的抗剥离性能，从而显著改善了SMER涂层的防腐蚀性能。此外，纳米TiO2在改性及负载到GO片层表面后，在SMER涂层中仍发挥出了良好的抑菌效果。

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纯铁的腐蚀产物对纯铁腐蚀行为的影响及其机理研究

张心宇, 王立达, 孙文, 贺永鹏, 舒向泉, 刘贵昌

材料保护. 2021, 54(7): 30. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.07.005

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为探究纯铁腐蚀产物对其腐蚀行为的影响机理，采用扫描振动电极技术(SVET)考察了Fe3O4、β-FeOOH和γ-FeOOH对纯铁腐蚀行为的影响，并从腐蚀产物的半导体性质入手，采用扫描开尔文探针(SKP)，Mott-Schottky曲线以及氧还原反应极化曲线，研究了产生该影响的机理。结果表明：这3种腐蚀产物均会促进纯铁的腐蚀，其对纯铁腐蚀的促进作用按照β-FeOOH、Fe3O4、γ-FeOOH的顺序依次减弱。腐蚀产物对纯铁的腐蚀促进作用取决于2个方面：腐蚀产物的功函数与纯铁的功函数的相对大小以及腐蚀产物的氧还原反应活性。当腐蚀产物的功函数大于铁的功函数时，电子倾向于从金属传递至腐蚀产物，促进了纯铁腐蚀过程的阳极反应。腐蚀产物的氧还原反应活性越高，越有利于电子的消耗，促进了腐蚀过程的阴极反应。

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42CrMo连铸辊堆焊硬面层的高温磨损行为

程建国, 潘龙博, 张硕, 江济, 程采金, 谢庆忠, 邢学强, 斯庭智

材料保护. 2021, 54(7): 37. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.07.006

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为了探明堆焊硬面层的高温磨损行为，采用高温磨损试验机测试了42CrMo连铸辊表面堆焊414N硬面层在400，500，600 ℃下的高温磨损性能，通过SEM/EDX和XRD表征分析了温度对硬面层磨损机制和性能的影响。结果显示：温度由400 ℃升高到500 ℃，磨损性能快速下降，500，600 ℃下的平均磨损深度分别约为400 ℃下的2.1和2.5倍。400 ℃时，414N硬面层的高温磨损机制为氧化磨损、磨屑磨损和少量氧化物剥落磨损；而500，600 ℃时，硬面层的磨损机制转变为氧化磨损和氧化物剥落磨损。在高温磨损时，硬面层的氧化表层都由α’-Fe、立方结构和六方结构的(Fe, Cr)2O3三相组成。磨损温度≥500 ℃时，磨痕中白亮氧化物大幅减少，Cr在暗黑色氧化物中的含量明显下降。氧化皮的相组成和Cr的含量是决定硬面层高温磨损方式和性能的重要因素。

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不同供货状态的6082铝合金的电化学腐蚀行为

韩超

材料保护. 2021, 54(7): 44.

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为了解模拟融雪剂环境下6082铝合金的电化学腐蚀行为，利用电化学阻抗谱(EIS)和动电位极化曲线等测试方法，研究了不同供货状态下6082铝合金在不同质量分数(0.8%和1.5%)的NaCl溶液中的耐蚀性能，并采用扫描电子显微镜(SEM)与透射电子显微镜(TEM)对电化学腐蚀后的试样进行了微观组织形貌观察分析。结果表明：6082铝合金电化学阻抗谱中的Nyquist曲线由双容抗弧构成，频率-相位角Bode谱出现2个特征峰；溶液的浓度与铝合金的供货状态对极化曲线中腐蚀电流密度产生很大影响。在NaCl浓度一定的情况下，6082铝合金T6态的耐蚀性能要优于T1态；在供货状态一定的情况下，随着NaCl溶液浓度升高，6082铝合金耐蚀性能降低；6082铝合金的电化学腐蚀特征为由局部点蚀引起的大面积晶间腐蚀。

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温度对L450管线钢最小阴极保护电位的影响

程猛猛, 陶文金, 马愉, 廖臻, 马晓凤, 吕祥鸿, 王晨

材料保护. 2021, 54(7): 51. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.07.008

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通过动电位极化以及恒电位极化试验，采用失重法、阳极Tafel直线段反推法等技术手段，针对温度对最小阴极保护电位的影响，探究了不同温度条件下模拟土壤溶液中埋地管道L450的最小阴极保护电位，以期阴极保护系统达到最佳的保护状态，避免因阴极保护不足而造成管道腐蚀穿孔的现象，从而科学有效地提升管道腐蚀防护的适用性和正确性。结果表明：对于运行温度≤40 ℃的管线，最小阴极保护电位应为EP≤-850 mV(vs CSE，下同)；对于运行温度40～60 ℃的管线，最小阴极保护电位应为-850 mV≤ EP ≤-950 mV；对于运行温度60～80 ℃的管线，最小阴极保护电位应为-950 mV≤EP ≤-1 000 mV；对于运行温度>80 ℃的管线，EP≤-1 000 m V。

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P110与P110S钢在套管环空液中的腐蚀行为研究

潘丽娟, 龙武, 霍锦华

材料保护. 2021, 54(7): 56. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.07.009

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为进一步提高油气田勘探开发效率，通过腐蚀速率、腐蚀产物及微观形貌分析，分别研究了P110和P110S 2种钢材料在油田注采井套管环空液中于高温、中温及低温条件下的腐蚀行为。结果表明：2种钢材料在同样温度和环空液条件下腐蚀表现基本一致，一套环空液中P110与P110S最大腐蚀速率均为0.65 mm，二套环空液中2种材料的腐蚀速率在100 ℃时达到最大值，P110最大腐蚀速率为0.04 mm/a，P110S最大腐蚀速率为0.03 mm/a。同时，3D形貌仪分析显示2种材料在一套环空液中于140 ℃腐蚀后表面有局部腐蚀的初期迹象。最后，进行了CO2渗入条件下P110S钢材料腐蚀行为及机理研究，结果显示CO2渗入加剧了高温条件下钢材料的腐蚀速率，并且得出其发生局部腐蚀的机理是CO2电化学腐蚀。

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含H₂S/CO₂腐蚀环境下80S和80S-3Cr抗硫油管材料的性能研究

戚建晶, 何淼, 尹志福, 惠浩源

材料保护. 2021, 54(7): 63. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.07.010

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天然气开发生产中常有H2S、CO2共存，引起生产油管严重腐蚀，为了研究H2S/CO2腐蚀环境中不同含硫量对80S和80S-3Cr 2种抗硫油管材料抗腐蚀性能的影响，通过动电位极化扫描和电化学交流阻抗测试研究了2种材料的电化学腐蚀行为。研究结果表明：(1)2种材料的极化曲线均随含硫量增大向X轴负向移动，阴极反应由活化和扩散作用联合控制，当Na2S·9H2O浓度达到1.0%时极化曲线的阳极分支出现了钝化区；(2)2种材料的腐蚀电位Ecorr均随含硫浓度增大而负向增大，其腐蚀电流密度Jcorr减小，各相应条件下80S-3Cr的Jcorr相比80S更小；(3)含硫条件下Nyquist谱具有中高频区容抗弧和低频区Warburg阻抗的2个时间常数，且Warburg阻抗特征随含硫浓度增大而更明显；(4)随含硫浓度增大，电荷传递电阻Rt不断增大，而Warburg阻抗Zw减小；(5)基体表面先形成的腐蚀产物中的S元素含量更高，80S-3Cr的腐蚀产物与80S相比S元素含量更低。综合可知：H2S、CO2共存腐蚀环境中在金属表面优先形成了具有保护性的硫化铁类产物，抑制了金属材料的腐蚀，同时80S-3Cr材料与80S材料相比具有更好的抗H2S/CO2腐蚀性能。

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CrFeCoNiMo高熵合金与304SS的耐蚀性对比研究

赵金国, 阎治安

材料保护. 2021, 54(7): 69. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.07.011

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为了研究CrFeCoNiMo高熵合金的耐蚀性,采用熔铸法制备了Cr19Fe22Co21Ni25Mo13高熵合金，测试了该合金的铸态显微组织、物相组成并将该合金与304SS在耐蚀性方面进行了对比。结果表明：CrFeCoNiMo高熵合金显微组织呈典型的树枝晶形态，其中树枝晶为典型的单相FCC结构固溶体，而枝晶间为包含有1个FCC相和1个FCC1相的混合结构固溶体；与相同腐蚀条件下的304SS相比，CrFeCoNiMo高熵合金在硫酸、盐酸、硝酸和氯化钠溶液中的耐蚀性均表现较好，腐蚀速率均较低。高熵合金内树枝晶区域无明显腐蚀，而枝晶间区域腐蚀严重，这主要是由于二者间的晶体结构存在差异。

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低/高温对暖通用SUS301L不锈钢离子渗氮层结构与耐磨性能的影响

郭红伟, 杨春方, 崔志广, 郭宇

材料保护. 2021, 54(7): 74. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.07.012

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为了提高暖通用SUS301L不锈钢表面的综合性能，在低温(500 ℃)和高温(900 ℃)2种温度下对其表面实施渗氮形成离子渗氮层，通过试验测试的方式分析了离子渗氮层的微观组织与耐磨特性。结果表明：500 ℃渗氮处理后基体表面形成了约7 μm的离子渗氮层和平直分布的白亮组织，组织中只溶入了很低比例的氮；900 ℃进行渗氮处理后基体表面形成了23 μm厚的离子渗氮层，该离子渗氮层的XRD谱中形成了CrN与N的衍射峰。经过500 ℃与900 ℃渗氮后试样都发生了硬度的大幅提升，硬度最大的是900 ℃下制得的离子渗氮层。500 ℃下制得的离子渗氮层的硬度随着载荷的提高而不断减小。相对于SUS301L不锈钢基体，离子渗氮层的摩擦系数更加稳定，表明离子渗氮层具有更优的摩擦磨损特性。离子渗氮层的磨痕深度与宽度相比基体均明显降低，900 ℃渗氮后的试样获得了比500 ℃渗氮后的试样更高的磨损量。

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2种新型含硫曼尼希碱在盐酸中对N80钢的缓蚀性能研究

胡闪, 王任芳, 杨婷, 石东坡, 李克华, 李彦军

材料保护. 2021, 54(7): 79. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.07.013

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油井酸化是增加输油流动的重要技术，但酸液会对石油管线造成严重的腐蚀，造成严重的经济损失和安全隐患。为了防止金属在酸性介质中的腐蚀，以甲醛/苯甲醛、苯乙酮和氨基硫脲为基本原料合成了2种含硫曼尼希碱缓蚀剂(HA和HB)，采用失重测试、电化学测试对二者在10%盐酸中对N80钢的缓蚀性能进行研究，运用分子动力学模拟从理论上探讨了HA和HB缓蚀剂分子在Fe(001)晶面上的吸附行为。结果表明：2种缓蚀剂分子对N80钢都具有良好的缓蚀效果且HB缓蚀剂的缓蚀效果优于HA；2种缓蚀剂在N80钢表面的吸附均符合Langmuir吸附等温模型；2种缓蚀剂均为混合抑制型缓蚀剂。

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打桩机用GCr15钢表面磁控溅射DLC膜的组织和摩擦学性能

王小静, 李立青

材料保护. 2021, 54(7): 85. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.07.014

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为了提高打桩机用GCr15钢的摩擦学性能，采用磁控溅射在其表面制备了一层掺Cr的DLC膜，对比了该膜层处于不同工况下的微观组织和摩擦学特性。结果表明：DLC膜的表面区域出现了许多球形颗粒，DLC膜的组织形态较为均匀，表面粗糙度接近9 nm。DLC膜形成了单一衍射峰，表明DLC膜属于一种非晶态组织。对DLC膜进行纳米压痕测试形成了光滑过渡的载荷变化曲线，推断制备得到的DLC膜由均匀组织构成。以NaCl溶液作为润滑介质时测试得到的摩擦系数为0.079，得到了较为稳定的曲线。NaCl溶液可以对摩擦配副的接触面产生良好的减摩作用。与不含DLC膜的GCr15/GCr15配副相比，DLC/GCr15配副有更小的摩擦系数，表明DLC膜能够对GCr15钢起到良好的减摩效果。接触压力由1.00 MPa提高到3.60 MPa时，摩擦系数下降；随着接触压力的进一步提高，摩擦升温会加速DLC膜的石墨化进程，使得摩擦系数发生一定程度的增加。

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钢铁基体无预镀直接强酸性镀铜工艺

张志梁, 张迎

材料保护. 2021, 54(7): 89. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.07.015

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在钢铁基体上酸性镀铜需要预镀才能保证镀层与基体的结合力，这既增加了工艺流程又增加了资源消耗。通过引进表面活性物质，开发了一种可以在钢铁基材上直接进行强酸性镀铜的工艺，不需要预镀就可以在钢铁基材上直接强酸性镀铜。经测试，本工艺制得的镀层与基体的结合力符合产品性能要求。本工艺能在钢铁基体上直接强酸性镀铜是因为在添加剂中组合了强表面活性物质，从而使铜离子与铁原子的置换有序进行，从而保证了铜镀层与钢铁基体的结合力。

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黄铜拉链魅惑紫着色工艺

刘燕, 唐春保, 李勇, 王永森

材料保护. 2021, 54(7): 93. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.07.016

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黄铜拉链魅惑紫着色鲜艳亮丽、装饰效果好，目前国内外对此技术尚无报道。为填补该项技术空白，研究了黄铜拉链魅惑紫的着色工艺，讨论了各因素对膜层颜色的影响，确定了最佳工艺条件：CuSO4·5H2O 3～5 g/L，SeO2 0.7～0.8 g/L，过硫酸铵1.5～2.0 g/L，NaCl 1.5～1.7 mg/L，H2SO4 2.0～2.5 mL/L的水溶液中，温度30～35 ℃，时间25～30 s，着色膜的厚度约为400 nm。该工艺采用一步法完成，操作简单，性能稳定，成本低；测试结果表明，该工艺下得到的魅惑紫色膜色泽均匀，耐磨性、耐酶洗性和耐蚀性能都满足生产要求。

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机器臂缸套表面电沉积Ni-P-xZrO₂纳米复合镀层性能表征

王基月, 张曦, 郑喜贵, 刘金涛, 王心超

材料保护. 2021, 54(7): 97. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.07.017

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为了提高机器臂缸套表面电沉积Ni-P复合镀层的综合性能，通过电沉积工艺使ZrO2掺入Ni-P镀层内，研究了Ni-P-xZrO2纳米复合镀层的组织结构、润湿性、硬度以及电化学腐蚀性能。结果表明：逐渐提高电沉积液内的ZrO2含量后，位于8.94°处的ZrO2衍射峰强度不断提高。镀层进行煅烧后析出了Ni与Ni3P 2种物相成分，ZrO2已经掺杂到Ni-P镀层内。当在电沉积液内加入更高含量的ZrO2后，镀层形成了更粗糙的表面，产生了更多树枝晶，镀层表面从最初的亲水性变为疏水性。在一定范围内提高ZrO2含量后可获得硬度更高的Ni-P-ZrO2复合镀层，在ZrO2浓度为5 g/L时复合镀层的硬度最大，接近1 110 kg/mm2。析出硬质相Ni3P的过程中形成了大量的晶界，从而引起大量位错堆积在晶界区域，导致发生应变硬化现象。腐蚀电流密度随着ZrO2含量的增大先降低后增加，最小值发生在ZrO2浓度为5 g/L时；腐蚀电压表现出的规律与之相反。

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深冷处理降温速率对304LN焊接接头组织和热应力的影响

何浪

材料保护. 2021, 54(7): 102. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.07.018

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为探究深冷处理中降温速率对304LN焊接接头组织和热应力的影响，对304LN焊接钢板分别以2 K/min和5 K/min 2种降温方式做深冷处理，并通过应变仪、温度传感器和光学显微镜等考察了深冷处理前后焊接接头组织及热应力的变化。试验结果表明：随着降温速率的增加，深冷处理过程中焊接接头的热应力在数值上增大，但其均小于材料的屈服强度；深冷处理后明显可观察到马氏体的生成和碳化物的析出，且随着降温速率的增加，碳化物数量更多且分布更加均匀；同时借助能谱仪(EDS)对焊接接头碳化物含量进行了测定，证实了降温速率的增加将促使碳化物析出的观点。由此建议对工件采取降温速率为5 K/min的深冷处理从而获得较为稳定的微观组织。

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电流密度对水泵用7N01铝合金表面MAO膜组织和硬度的影响

魏思源, 刘志英

材料保护. 2021, 54(7): 107. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.07.019

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为了提高水泵用7N01铝合金MAO膜的性能，在含石墨烯电解液中通过控制不同微弧氧化电流密度制备得到氧化膜并对其组织结构与性能进行了分析。结果表明：设定更大的电流密度可以制得更厚的氧化膜，膜层厚度和电流密度具有明显的线性变化趋势。在放电阶段，部分石墨烯片层也沉积到了MAO膜内，之后与Al2O3熔体共同发生冷凝，导致膜层厚度增大。当电流密度增大至3 A/dm2后，氧化膜表面形成具有搭桥结构的微孔，在快速冷却阶段形成了更大热应力。石墨烯片会在微弧氧化阶段逐渐扩散到陶瓷膜内，扩散速率的快慢与电流密度的大小存在明显关联。不同电流密度下制得的陶瓷膜都含有Al、α-Al2O3、γ-Al2O3 3种组织相，同时还存在Al2Cu物相结构。以1 A/dm2电流密度制得的MAO膜硬度为158.3 HV，当电流密度上升后，膜层硬度也提升。提高电流密度可以使氧化膜形成更致密的结构，且制得的MAO膜和基体之间的结合作用更强。

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聚晶金刚石与高速钢的真空钎焊工艺研究

吴其亮, 于爱兵, 孙磊, 赵硕, 李毅, 李建勇

材料保护. 2021, 54(7): 112. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.07.020

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为了实现聚晶金刚石(PCD)与高速钢的连接，采用Ag-Cu-Ti-In钎料进行真空钎焊，通过Box-Behnken响应曲面法设计选取了钎焊温度、加热电流、保温时间作为试验因素，以焊后钎料层的显微硬度与钎料在PCD表层的铺展面积为响应指标优化钎焊工艺参数。使用优化的工艺参数对PCD刀具和高速钢进行真空钎焊试验，利用显微硬度计、三维数字显微镜及能谱仪分别对焊后的钎料层显微硬度、结合界面微观结构和钎料元素分布进行了分析。结果表明：Ag-Cu-Ti-In钎料与PCD之间发生了元素扩散,实现了PCD与高速钢之间的连接，钎焊工艺的最优参数分别为钎焊温度900 ℃，加热电流500 A，保温时间13 s。

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真空烧结时间对铝镍钴永磁材料Cu/Sn涂层组织及磁性能的影响

周晓燕, 李冬英, 邹利华, 赵乘麟, 李梦奇

材料保护. 2021, 54(7): 117. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.07.021

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为了提高铝镍钴永磁材料表面磁控溅射Cu/Sn涂层的质量，对其进行真空烧结处理，以实现增强结合力并保持较高磁性的目的。采用扫描电镜、万能拉伸机、NIM-2000分析系统考察了真空烧结时间对Cu/Sn涂层的组织、结合力及磁性能的影响。结果表明：真空烧结时间选择1 h的涂层表面质量较优。延长真空烧结时间后，会产生竖状坑结构，并且坑的深度也会不断增加。经过不同时间真空烧结得到了厚度为10～12 μm的疏松组织。随着真空烧结时间的延长，Cu/Sn涂层与基体的结合力随之提高，经过1 h真空烧结处理可以形成21.2 MPa的结合力。延长烧结时间后，形成的平滑界面更少，但凹坑数量明显增加。经过更长时间真空烧结处理后，Cu/Sn涂层与基体发生了明显扩散，使表面铁磁组织转变成了较为疏松的结构，导致其矫顽力减小。

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混凝土外观美化材料的研制及其性能研究

唐诗, 张鹏飞, 张晋豪, 陈宇琛

材料保护. 2021, 54(7): 122. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.07.022

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为使混凝土结构外观和耐久性协同提升, 研制了一种混凝土外观美化防腐蚀材料，该材料包括底、中、面3层，分别发挥不同作用，共同构成美化防腐蚀材料体系。底层与基材表面形成憎水层，中层解决了混凝土色差问题，面层隔离外界以保护结构外观、提高其耐久性。通过与其他涂料体系的性能对比研究表明：该混凝土外观美化防腐蚀材料具有优异的防水性和透气性，从而能够有效提高混凝土结构的耐久性。

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锡钴合金电镀技术的发展

张琪, 张策, 易娟, 赵涛, 毛祖国, 张德忠, 任星海, 陶明

材料保护. 2021, 54(7): 128. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.07.023

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六价铬镀层因其优异的装饰性和功能性被广泛应用，但其带来的环境及健康问题不容小觑。为了降低六价铬对环境的污染，开发出了锡钴合金电镀技术，并实现了装饰性铬镀层的替代。基于近些年国内外对此的研究进展，综述了锡钴合金电镀技术的研究历史和现状，详细介绍了不同时期、不同领域锡钴合金电镀工艺的典型方案；同时对锡钴合金镀液类型、特点及发展进行了系统总结，包括近年来研究较多的焦磷酸盐、葡萄糖酸盐、柠檬酸盐等体系，分析了其特点与不足，指出这些体系制得的合金镀层钴含量高，外观及性能与铬镀层相近，工艺绿色环保，有望替代铬镀层；最后讨论了锡钴合金电镀技术目前面临的主要问题，并对未来发展趋势进行了展望，提出了锂离子电池负极材料将会成为以后锡钴合金电镀的一个研究热点。

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埋地管道地铁直流杂散电流检测与防护的研究现状

郭勇, 丁继峰, 王港, 李向阳

材料保护. 2021, 54(7): 133. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.07.024

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地铁成为城市交通运输的主要方式，给人们出行带来便利的同时也造成了埋地管道直流杂散电流干扰，成为管道运行的安全隐患，地铁杂散电流的检测与防护成为研究的重点。对目前地铁对埋地管道杂散电流干扰的检测方法进行了介绍，分析了杂散电流的干扰特征，列举了地铁杂散电流泄露电流的估算方法，研究了埋地管道杂散电流干扰的腐蚀防护措施，探讨了目前国内外对地铁杂散电流干扰的研究现状，并对其下一步的研究重点进行了展望。

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表面工程技术在塑料机械领域的应用及研究进展

张朋, 苏晓磊, 单磊

材料保护. 2021, 54(7): 140. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.07.025

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针对塑料机械设备的工况和常见的失效形式，综述了关键零部件表面强化技术的原理和特点及其在提高零部件综合性能方面的研究现状，指出各种表面强化方法的复合技术是提高塑料机械设备表面质量，延长使用寿命的发展方向。

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某气田集输管线阴极保护检测与优化设计

于淑珍, 刘明, 韩鹏刚, 张振云, 陈科, 侯世颖

材料保护. 2021, 54(7): 146. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.07.026

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多管线共用阳极阴极保护系统中，不同管线保护电位存在差异，长距离管线末端欠保护，提高电流输出可造成其他联合保护管线过保护。为了准确获取真实电位分布状况，对多管线联合保护阴极保护电位进行模拟计算，研究了不同阳极地床布置方式对各管线阴极保护电位的影响。结果表明：模拟计算结果与实际测量结果吻合性良好；新建阳极与其他阴极保护系统的管线及阳极之间距离越远，阴极保护系统间干扰越小，越有利于阴极保护电位的均匀分布。

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热浸镀锌在海洋工程钢结构中的应用

刘存, 马永青, 赵增元, 张有慧, 程国东

材料保护. 2021, 54(7): 150. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.07.027

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通过归纳分析海上导管架平台、浮式生产储卸油船(FPSO)、半潜浮式生产设施等海洋工程钢结构件热浸镀锌防腐蚀设计相关标准，归纳总结了国际标准(ISO)、美标(ASTM、SSPC)以及国家标准，针对海洋工程建造过程中各类结构件热浸镀锌设计要求、生产工艺、结构预处理、镀层质量要求、性能检测、缺陷修复和涂装等，结合工程实际进行了应用经验归纳，供从事相关工作人员参考。

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某注水井P110油管外腐蚀穿孔原因分析

李芳, 杨志文, 曾文广, 高亮, 张江江, 张雷, 路民旭

材料保护. 2021, 54(7): 155. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.07.028

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通过对注水井腐蚀穿孔油管进行宏观形貌、材质性能及腐蚀产物成分的分析，结合服役工况调研和油管中性点计算，对注水井P110油管外腐蚀穿孔原因进行了探讨。研究结果表明：全井深油管仅腐蚀穿孔P110油管出现明显局部腐蚀，且失效油管腐蚀形貌呈“溃疡状”，同时该失效油管位于中性点以下，处于正弦屈曲状态；穿孔油管材质性能符合标准API SPEC 5CT-2011对P110钢的要求，油管外壁腐蚀产物主要为FeOOH和CaCO3。因此，P110油管在屈曲状态下与套管接触形成缝隙，而后发生缝隙腐蚀失效。腐蚀类型为吸氧腐蚀，腐蚀主控因素为缝隙效应和溶解氧含量，腐蚀机理为闭塞电池的酸化自催化效应。

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水力发电机冷油器铜管的腐蚀失效分析

王丽阁, 陈心, 王恩泽

材料保护. 2021, 54(7): 160. DOI：10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2021.07.029

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某水力发电机冷油器用铜管在服役期内出现腐蚀穿孔失效问题。结合其工况，采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射、EDS及金相显微镜等对被腐蚀铜管的形貌、成分及组织进行分析研究。结果表明：该水电厂运行工况欠佳，造成泥沙与微生物沉积，导致铜管发生垢下腐蚀，水质中Cl-超标又进一步促进了腐蚀的发生。

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调压站天然气管道法兰螺栓断裂的原因分析

周公文

材料保护. 2021, 54(7): 164.

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某调压站天然气管道法兰螺栓发生断裂，为找出其原因，对发生断裂的法兰螺栓进行宏观检验，采用场发射扫描电子显微镜、X射线荧光光谱仪、金相显微镜、布氏硬度计分析测试了断口微观形貌、化学成分、金相组织和硬度。结果表明：该法兰螺栓断裂的主要原因为材质错用，供货态为非调质处理，与设计不符，且螺栓本身存在严重开口缺陷，开口缺陷贯穿螺杆至螺纹处，径向最深处至螺栓心部，运行中螺杆中间部位承受较大的预紧力和扭转剪切力，在螺杆中间开口裂纹尖端沿晶界缺陷快速扩展，直至脆性断裂。据此给出了相应改进建议。

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2021年, 第54卷, 第7期　刊出日期：2021-07-15

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