材料保护

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韩杰胜, 苏博, 张爱军, 孟军虎, 吴有智

材料保护. 2022, 55(2): 1-8. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0030

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解决难熔高熵合金在高温下的抗氧化问题是其应用于工程的前提，在难熔金属表面制备抗氧化涂层是提高其抗氧化性能的有效途径。采用料浆熔烧法在MoNbTaTiW难熔高熵合金表面制备复杂硅化物抗氧化涂层(Si-20Cr-20Fe)，利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射(XRD)等研究原始硅化物涂层及其在1 300 ℃氧化后的显微结构、物相和成分，探讨Si，Fe，Cr在涂层中的扩散规律和涂层的抗氧化机理。结果显示：熔烧后的原始硅化物涂层由金属与硅反应生成的二硅化物、5/3硅化物和三元硅化物Cr4Nb2Si5组成，硅化物涂层与基体之间形成了良好的扩散反应界面。1 300 ℃氧化后，Si，Fe，Cr 3种元素向基体扩散，扩散反应界面向基体方向移动，涂层厚度增加，扩散反应界面的结构与成分与原始复杂硅化物涂层的无显著差别。氧化后涂层表面形成了由CrNbO4，SiO2，WO3和Fe2SiO4组成的无裂纹致密氧化物层，阻止了氧向基体内的进一步扩散。Si，Fe，Cr在MoNbTaTiW难熔高熵合金中具有不同扩散速度，Si的扩散速度最快，Fe次之，Cr最慢。Fe和Cr在低硅含量的扩散层和硅化层中出现富集现象。料浆熔烧法制备的复杂硅化物涂层在高温下为MoNbTaTiW难熔高熵合金提供了抗氧化防护。

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空气超音速火焰喷涂、冷喷涂与电镀制备电触头银层的组织结构与摩擦磨损性能对比

何学敏, 王欣, 史皓峻, 杨海亮, 王贵山, 秦加浩, 所新坤

材料保护. 2022, 55(2): 9-14. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0031

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电触头是电力输送系统中的关键元器件，其失效方式与触头表面涂层的磨损密切相关。采用空气超音速火焰喷涂工艺(HVAF)和冷喷涂工艺(CS)分别制备了银涂层;采用往复摩擦试验研究了涂层在不同载荷、频率条件下的摩擦磨损性能，并与电镀银镀层的性能进行了对比；采用扫描电镜(SEM)和X射线能谱仪(EDS)研究了涂层磨痕的表面形貌和成分，并对涂层的摩擦磨损机理进行了分析和讨论。结果表明：空气超音速火焰喷涂和冷喷涂工艺均可制备较厚的致密银涂层；冷喷涂制备的银涂层硬度较高，在高频、高载荷条件下具有较小的摩擦系数和较低的磨损量；空气超音速火焰喷涂和冷喷涂制备的银涂层的磨损机制主要为疲劳磨损。

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Ni/Cu共掺CrBN涂层的韧性评价及压痕有限元仿真研究

周明玲, 王谦之

材料保护. 2022, 55(2): 15-21. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0032

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为了研究金属Ni和Cu共掺对CrBN涂层韧性的影响，采用闭场式非平衡磁控溅射法制备了不同Ni/Cu比例的Ni-Cu-CrBN涂层。利用透射电子显微镜(TEM)对涂层的结构进行了分析，表明涂层是由CrN晶体和非晶基质组成的纳米复合结构。随着Ni含量的减少以及Cu含量的增加，CrBN涂层的硬度(H)从24.6 GPa下降到12.1 GPa，但塑性变形能力(Dp)以及抗环形裂纹能力有所增强。结合有限元模拟(FEM)分析，涂层抗环形裂纹能力的提高有3个原因：第1个最主要的原因是由于涂层和基体之间的性能差异减小，压痕下沉程度减弱；第2个原因是拉应力的分布逐渐均匀；第3个原因是随着Cu含量的不断增加提高了涂层的塑性变形能力。以上结果表明，涂层与基体间的力学性能相近，可以更加有效地抵抗环形裂纹的产生。

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Cr，Ni的掺杂对TiAlN基薄膜高温摩擦性能的影响

梁慕林, 王成磊, 秦海青, 肖乐银, 梁朝杰, 张可翔, 谢映光, 刘伟杰, 杨纪洁

材料保护. 2022, 55(2): 22-29. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0033

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为了开发具有优异抗摩擦磨损性能的薄膜材料，采用多弧离子镀在4Cr13马氏体不锈钢表面沉积TiAlN薄膜，采用磁控溅射法和多弧离子镀在4Cr13表面分别沉积掺杂Cr和Cr-Ni的TiAlN 薄膜。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和维氏硬度计分析薄膜的表面形貌、物相和表面硬度，并对不同温度下磨损后的薄膜表面形貌、成分及物相进行了分析。结果表明：Cr，Ni掺杂后薄膜的表面硬度降低；随着温度的升高，3种薄膜的摩擦系数都在降低，在各个温度下Cr-Ni共掺杂的TiAlN薄膜的摩擦系数都最小，其次为掺杂Cr的TiAlN薄膜，这说明Cr，Ni元素的加入有助于改善材料的摩擦系数；在100 ℃和300 ℃下摩擦后，未掺杂的TiAlN薄膜的磨损量均高于掺杂后的TiAlN薄膜，Cr-Ni共掺杂的TiAlN薄膜的磨损量最低；摩擦温度升高到500 ℃后TiAlN薄膜的磨损量比掺杂后的薄膜要低。

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等离子喷涂制备磁铅石相结构铁氧体复合涂层研究

刘毅, 沈灿铎, 李燕军, 王新全, 刘永新, 刘赫, 宁初明

材料保护. 2022, 55(2): 30-34. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0034

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为解决热喷涂直接制备磁铅石结构铁氧体涂层问题，采用等离子喷涂工艺制备了铁氧体/聚乙烯复合涂层，研究了复合涂层的相结构和微观组织形貌。结果表明：等离子喷涂铁氧体/聚乙烯复合涂层厚度为1 mm，涂层中同时存在尖晶石相和磁铅石相，尖晶石相占55%，磁铅石相占45%，涂层中存在大量的未熔相，未发现典型的层状结构。通过牺牲聚乙烯保护磁铅石铁氧体，喷涂过程中低熔点聚乙烯首先熔融烧蚀，带走了等离子焰流的部分热量，使一部分磁铅石铁氧体吸热不足不能充分熔融，未发生熔化冷却结晶以及从尖晶石晶型向磁铅石晶型的转化过程，而是保留了原始的磁铅石相结构沉积到涂层中。通过该方法使等离子喷涂制备了具有磁铅石结构铁氧体的复合涂层。

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模拟不同浓度Cl-对14Cr12Ni3WMoV不锈钢电化学腐蚀行为的影响

冉斗, 孟惠民, 刘星, 李全德, 巩秀芳, 隆彬

材料保护. 2022, 55(2): 35-41. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0035

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为了探明Cl-浓度对汽轮机末级叶片常用钢腐蚀的影响，通过动电位极化法、电化学阻抗谱、Mott-Schottky曲线、激光共聚焦显微镜、扫描电镜等方法分析了在不同Cl-浓度模拟溶液中14Cr12Ni3WMoV马氏体不锈钢的电化学腐蚀行为。结果表明：随着Cl-浓度的不断增大，不锈钢钝化膜点缺陷增加，稳定性下降，点蚀敏感性增强，对材料基体的保护能力下降；不锈钢表面点蚀坑的孔径随着Cl-浓度的增大会明显变大，但腐蚀坑的深度无明显升高，腐蚀坑更易沿材料表面发展；不锈钢发生点蚀时，材料中Fe，Cr，Ni，W，Mo，V等发生选择性溶解，Fe和Ni会以离子形式迁移至溶液中，而Cr，W，Mo，V则会以氧化物形式沉积在腐蚀坑内。

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铝合金表面磷化预处理对水性环氧清漆涂层防护性能的影响

徐爱民, 何卫, 马恒, 陈胜男, 李周选, 王利民, 刘东, 周勇

材料保护. 2022, 55(2): 42-47. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0036

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为了探究铝合金表面磷化预处理对其水性环氧清漆涂层防护性能的影响，通过化学转化的方法在2024铝合金表面首先制备磷化膜进行磷化预处理，然后在未经和经过磷化预处理的铝合金表面涂装水性环氧清漆，待清漆完全固化成涂层后，采用电化学阻抗谱(EIS)评价了水性环氧涂层对未经和经过磷化预处理铝合金的保护作用，进而揭示磷化预处理对水性环氧清漆涂层防护性能的影响以及机制。结果表明：铝合金表面磷化膜呈均匀致密的柱状晶体结构，主要由Zn3(PO4)2·4H2O组成；在质量分数为3.5%的NaCl溶液中，随着浸泡时间的延长，“环氧层/铝合金(E/A)”体系(未经磷化预处理)和“环氧层/磷化膜/铝合金(E/P/A)”体系(经过磷化预处理)的防护层电阻值(Rc)和低频阻抗值(|Z|0.01)均逐渐减小，但是E/P/A体系的Rc和|Z|0.01始终大于E/A体系的；磷化预处理使得水性环氧涂层在铝合金表面的平均附着力由10.47 MPa提高到15.58 MPa。与在铝合金表面直接涂装水性环氧清漆相比，先进行磷化预处理再进行水性环氧清漆的涂装，直观上看使铝合金表面整个防护层由单一的环氧层变成复合的环氧层/磷化膜，导致Rc和|Z|0.01的显著增加；但是更为重要的是，磷化膜的存在提高了水性环氧涂层在铝合金表面的附着力，甚至使整个防护层的断裂形式也发生了根本的变化。上述两方面的综合作用改善了水性环氧清漆涂层对铝合金基体的保护作用，通过研究还揭示了磷化预处理提高水性环氧清漆涂层防护性能的机制。

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基于模态分析的材料腐蚀速率预测方法研究

陈永红, 胡平, 左慧子, 明廷涛

材料保护. 2022, 55(2): 48-53. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0037

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腐蚀速率是评价材料腐蚀程度的重要参数，对材料的安全可靠使用尤为重要。为了通过腐蚀材料的模态分析预测其腐蚀速率，依据材料损伤力学理论中材料的损伤可以用损失因子ω表示的观点，将该理论引入到材料腐蚀损伤过程，对材料处于均匀腐蚀的情况下，材料腐蚀损伤因子ω与腐蚀速率v和时间t的函数关系进行了分析，同时为实现对腐蚀损伤因子的表述，根据弹性材料振动理论，对腐蚀损伤因子ω与材料腐蚀前后的固有频率比

之间的关系进行了研究，在此基础上构建了基于模态分析的均匀腐蚀速率预测模型。通过理论分析和计算表明，该模型对材料的平均腐蚀速率进行预测是可行的，其预测结果对于材料的腐蚀程度评价具有一定参考价值，同时也为腐蚀速率的预测提供一种新方法。

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阳离子型水性丙烯酸涂料的耐腐蚀性能研究

朱康, 樊万鑫, 宦佳琪, 张晓雅, 孙莺, 胡和丰

材料保护. 2022, 55(2): 54-59. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0038

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为了解硅氧烷水解物固化阳离子型水性丙烯酸涂料的耐腐蚀性能，使用硅氧烷水解物WKHY-601固化含叔胺基的阳离子型水性羟基丙烯酸树脂分散体制得水性金属防腐涂料，采用DSC、TGA、FT-IR和CHI660E电化学工作站等手段研究了涂料的固化机理和影响其耐盐腐蚀性的主要因素。结果表明：涂料的固化由硅羟基和树脂中的醇羟基发生反应以及硅氧烷水解物自缩合形成交联网络实现；树脂中叔胺基的含量、种类及固化剂硅氧烷水解物的用量对涂膜的耐盐腐蚀性有影响，随着叔胺基含量的增加，涂膜的自腐蚀电位升高，自腐蚀电流密度降低，叔胺基含量达到一定程度后，涂膜的自腐蚀电位和自腐蚀电流密度趋于稳定；位阻较小的二甲基型叔胺基的效果优于二乙基型的；增加硅氧烷水解物用量有利于提高涂膜的致密性，增强其耐盐腐蚀性，但用量过多时，使得涂膜中叔胺基含量降低，导致其耐盐腐蚀性减弱。叔胺基含量为0.42 mmol/g的DM型树脂与硅氧烷水解物WKHY-601按照质量比3∶1制备的涂膜样板的自腐蚀电位高达-0.298 V，自腐蚀电流密度仅为1.308×10-9 A/cm2，具有优异的耐盐腐蚀性能。

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酸度对钝化液稳定性影响的理论预测

徐孟进, 冯慧杰, 郭安儒

材料保护. 2022, 55(2): 60-68. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0039

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为了理论预测酸度变化时钝化液的稳定性，从沉淀溶解平衡、配位解离平衡和电离水解平衡出发，同时考虑离子强度的影响，建立了钝化液溶液中各物质之间的物料守恒和质子守恒方程式，通过求解多元高次方程组，得到在一定物料配比下钝化液中各组分的含量，计算出酸度值，同时通过溶度积常数来判断在该酸度下钝化液中是否有沉淀出现来预测钝化液的稳定性。通过理论计算和试验结果对比发现：在pH=2.3～3.0范围内，钝化液体系pH值的计算值和试验值的吻合性较好，误差值小于10%；试验配制的钝化液随着酸度的降低，在pH≥2.5时开始变得不稳定而出现浑浊和沉淀，与计算得到的在pH≥3.0出现的沉淀现象大体上吻合；随着钝化液浓度的降低，钝化液体系pH值的理论值更加接近实验值，并且出现沉淀时两者的误差更小。建立的钝化液溶解沉淀模型能反映钝化液的酸度对其稳定性的影响规律。依据该浓度预测模型，通过计算金属铝在钝化液中持续溶解时酸度动态上升引起的不同难溶盐的沉淀过程，可将该模型应用到推测铝合金/钝化层界面层的结构，对深入理解铝合金的防腐机理有指导意义。

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含硫油气田埋地弯管应力分析研究

曾文广, 温宁华, 许艳艳, 高亮, 肖雯雯, 王毛毛, 陈迎锋

材料保护. 2022, 55(2): 69-73. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0040

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为了明确某含硫油气田埋地弯管受应力情况，通过对该油田埋地弯管受力因素分析，对影响弯管应力参数进行模拟计算。结果表明：弯管处应力随着运行温度的升高而增加，且近似呈线性关系；在运行温度较高的工况下，弯管处应力随着运行压力的增加而降低；在运行温度较低的工况下，弯管处应力随着运行压力的增加而增加；弯管处应力随着弯管角度的增加先增大后减小。综合各影响因素对弯管受力的影响变化规律，确定弯管处应力评价综合参数影响因子，对现场工程弯管受力风险可进行快速排查。

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Q235钢在武汉土壤中的腐蚀行为研究

徐立, 周学杰, 郑鹏华, 吴建平, 吴军

材料保护. 2022, 55(2): 74-80. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0041

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为了评价武汉土壤对Q235钢的腐蚀性，通过对湖北武汉地区典型土壤进行取样，成分分析，采用实际土壤埋片试验和控制温度、湿度的加速腐蚀试验，应用超景深显微镜、聚焦离子束扫面电镜(FIB-SEM)，电化学工作站等设备研究了Q235钢在武汉土壤中的腐蚀行为。试验结果表明：武汉土壤环境为“轻”腐蚀等级，Q235钢发生了由非均匀腐蚀向全面腐蚀的转变，表面出现了点蚀和剥落，且其程度随时间的延长而增大，其腐蚀速率随时间的延长而降低并趋于稳定。随着腐蚀的进行，Q235钢的自腐蚀电位上升，自腐蚀电流密度降低。综上，Q235钢在武汉土壤环境中抗腐蚀性能尚可，适合作为结构材料大量使用。

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无机富锌涂料中锌粉的改性工艺研究

刘正宇, 曾为民, 马玉录

材料保护. 2022, 55(2): 81-87. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0042

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为了改善无机富锌涂料中片状锌粉分散性差、易团聚、易腐蚀的缺点，通过硅烷偶联剂KH560和硝酸铈对片状锌粉进行表面改性处理，并利用极化曲线测试筛选出锌粉表面改性的最佳工艺条件，对比改性前后锌粉对富锌涂料的物理性能及耐蚀性的变化。结果表明：KH560最佳改性条件是偶联剂用量为12%(质量分数)，反应温度为60 ℃，pH值为8，反应时间为60 min；硝酸铈改性锌片/锌粉在反应温度为室温、pH值为7、反应时间为60 min的工艺条件下的最佳用量为0.010%(质量分数)。改性锌粉在水中的分散性得到提升。改性锌粉的施工性、干燥时间、附着力有显著变化。改性锌粉制备的涂层腐蚀电流降低约1个数量级，极化电阻提高约1个数量级，涂层的耐蚀性有明显提高，硝酸铈改性涂层具有最低的钝化电流和最小的腐蚀速率，长效保护建议采用硝酸铈改性锌粉。

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铝合金表面微弧氧化制备陶瓷层的最佳工艺优化及耐腐蚀性能研究

赵华星, 宋巍, 孙晓峰, 李占明, 邱骥, 史玉鹏

材料保护. 2022, 55(2): 88-94. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0043

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以7A52铝合金为对象，进行微弧氧化陶瓷层制备工艺优化及耐腐蚀性能研究。利用响应曲面法设计微弧氧化试验，在硅酸盐电解液体系下，研究电压、频率、石墨烯添加剂浓度对微弧氧化陶瓷层的厚度和孔隙率的影响，采用Quadratic模型进行数据拟合，Criteria进行预测分析，并对预测参数及响应值进行试验验证。经响应曲面分析，当预测电压为465.52 V，频率为102.66 Hz，石墨烯浓度为0.38 g/L时，获得最佳孔隙率为9.992 61%，最佳陶瓷层厚度为15.427 7 μm。以该参数进行试验，实测孔隙率为9.6%，厚度为12.76 μm，该参数下制备的微弧氧化陶瓷层经电化学测试，腐蚀电位明显增大，腐蚀电流降低，具有较好的耐腐蚀性能。

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热镀纯锌、锌铁合金及锌铝镁镀层的耐蚀性分析

冀鹏, 于春满, 黄伟, 李双一

材料保护. 2022, 55(2): 95-98. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0044

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为明确热镀纯锌板、锌铁合金板、锌铝镁板之间的相对耐蚀性，供后续切换锌铝镁板提供数据参考，采用SEM观察了3种镀层截面微观形貌以及磷化后表面微观特征，通过中性盐雾试验对比了不同种类镀层钢板、同种镀层不同镀层质量钢板试验后的失重情况以及平均腐蚀速率。结果表明：磷化后的锌铁合金板耐蚀性与纯锌板相当，锌铝镁板具有最好的耐蚀性，相对耐蚀性约是前2者的6.5倍；与50 g/m2的纯锌板和锌铁合金板相比，采用35 g/m2镀层质量的锌铝镁板可具有较高的耐蚀性。

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7075-T651铝合金喷丸工艺的仿真与试验研究

刘德玉, 陈家伟, 刘曹文, 廖凯

材料保护. 2022, 55(2): 99-104. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0045

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为探究喷丸工艺参数对材料残余应力分布的影响，以7075-T651铝合金材料为研究对象，基于铝合金材料特性和试验条件，利用ANSYS/LS-DYNA建立喷丸有限元模型，获得了不同喷射距离、喷射压力和弹丸直径下残余应力的分布情况。结果表明：增大喷射压力和弹丸直径可以显著提高最大残余压应力和残余压应力影响深度，且喷射距离应保持在适当的范围内，最后将应力计算值和实测值进行对比，最大偏差为(10.0±12.5)MPa，偏差率不超过6.9%。分析认为通过有限元模型能够准确地获得残余应力的分布情况，有助于开展喷丸工艺参数对残余应力分布规律的影响研究。

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大型体育球馆用铝网壳结构表面三价铬转化膜性能研究

赵晶晶, 胡爽飞, 于得水, 朱永强, 刘永豪, 李文旭

材料保护. 2022, 55(2): 105-108. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0046

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为探究大型体育馆网壳结构用AA 3003铝合金表面转化膜性能，利用高倍电子显微镜、能谱分析、经典电化学测试方法和高分辨拉曼光谱研究了三价铬转化膜微观组织结构、化学组分、成膜过程及电化学性能。结果表明：AA 3003铝合金表面三价铬转化膜表面致密，其主要成分Cr/Zr原子比约为0.34，化学组分是ZrO2(拉曼光谱特征谱峰为470 cm-1)和Cr2O3(拉曼光谱特征谱峰为537 cm-1)。成膜过程的开路电位最小值和最终值分别为-1.32和-1.15 V(vs SCE)。三价铬转化膜显著降低了合金在0.1 mol/L NaCl溶液的腐蚀电流密度，并在阴极抑制方面显著。

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注CO2驱油井管腐蚀性能及其优选研究

杨洪, 甘磊, 王献, 张辉明, 马毓聪, 石云升, 邓宽海, 梅宗斌, 林元华

材料保护. 2022, 55(2): 109-116. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0047

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不同油井管对CO2腐蚀造成的影响各不相同，为了优选出耐CO2腐蚀性能最好的材料，需要探究不同条件下常规油井管材料的腐蚀情况。为此，以克拉玛依油田九6区CO2复合驱注采井为研究对象，模拟油井管的实际服役工况，对N80、3Cr、镀钨隔热管和P110油管材料进行腐蚀失重试验。采用三电极体系进行动电位极化曲线和电化学阻抗谱(EIS)的测试，利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)观察腐蚀产物微观形貌。结果表明：随着温度的增加，4种材料的腐蚀速率先增加后减小；随着压力的增加，4种套管钢的腐蚀速率都增加；镀钨隔热管和3Cr的腐蚀速率明显小于N80和P110的。从腐蚀形貌看，4种套管钢都发生了不同程度的腐蚀。N80和P110表面发生了严重的腐蚀；镀钨隔热管和3Cr表面发生了轻微腐蚀。据此得到了4种油井管在CO2驱环境下的腐蚀规律，提出了CO2驱环境下油井管设计和选用建议，可优选出耐CO2腐蚀性能最好的材料。

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低温等离子体对材料表面改性的研究现状

乔乾森, 巴德玛

材料保护. 2022, 55(2): 117-125. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0048

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低温等离子体作为一种新型分子活化手段，存在着大量的、种类繁多的活性粒子，易于和材料表面发生反应，适用于材料表面的改性处理。综述了适用于材料表面改性的低温等离子体主要放电方式，每种放电方式产生低温等离子体的原理，应用范围；归纳了以低温等离子体对材料表面实施改性后对材料表面微观结构和性能的影响，包括材料的表面化学元素、润湿性、表面微观结构等；最后指出了低温等离子体用于材料表面改性存在的问题以及未来的发展方向。

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不锈钢表面电沉积耐腐蚀膜层的研究进展

张勇, 伍彩虹, 符明君, 李强, 秦子雯

材料保护. 2022, 55(2): 126-135. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0049

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不锈钢因其优异的耐蚀性、导电导热性和机械加工性能而广泛应用于众多领域。为避免不锈钢在使用过程中的腐蚀破坏，在基体表面制备耐腐蚀膜层是主要的防护措施。首先结合近年来不锈钢表面电沉积法制备耐腐蚀膜层的研究现状，对不锈钢表面单层耐腐蚀膜、多层耐腐蚀膜及含掺杂物改性复合膜3种膜层的研究进展进行了概述；在此基础上，从膜层对基体的防护方式这一角度出发，归纳总结了耐腐蚀膜层对不锈钢基体的3种主要防护机理：单层膜的常规防护机理、多层膜的协同增效机理以及第二相结构优化防护机理，比较了不同机理的作用方式及差异；最后对不锈钢表面电沉积制备耐腐蚀膜层的研究方向进行了展望，以期为不锈钢表面高质量耐腐蚀膜层的研发提供参考。

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超声机械涂覆(UMCA)工艺的探讨分析及展望

柳健, 牛宗伟, 田佩佩, 王旭, 蒋瑞鑫, 杨保伟

材料保护. 2022, 55(2): 136-144. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0050

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干法超声机械涂覆(UMCA)是一种只需在常温常压下即可进行的沉积涂层技术，其原理类似于机械合金化。虽然UMCA工艺在国际上仍处于初步探索阶段，但因自身独特的优点，在涂层制备上已展现出巨大的潜力。介绍了UMCA的试验方法，总结了工艺参数对涂层质量的影响规律。发现不同材料组合影响规律有相似之处，又有差异；并主要从能量的角度对差异的原因进行了分析；对涂层可能的形成机理进行了广义分析；最后提出了UMCA工艺亟待解决的问题及发展方向。

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超疏水涂层的制备及其在金属防腐领域的应用研究进展

柯冲, 李中发, 朱志平, 蒋永东

材料保护. 2022, 55(2): 145-159. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0051

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由于超疏水材料表面的特殊结构和高疏水性，当其应用在金属表面时，能有效阻止金属基材与腐蚀介质的接触，从而大幅度地提高金属材料的耐腐蚀性能及使用寿命。首先对固体表面浸润理论以及超疏水材料的基础理论进行阐述；然后，介绍了在金属材料表面制备超疏水涂层的常用工艺技术；最后，总结并讨论了超疏水表面涂层在钢、铝和镁等金属材料上的近期发展与应用状况。

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水力压裂工况高压管汇冲蚀磨损研究进展及展望

高凯歌, 刘铭刚, 靳彦欣, 李勇, 逄铭玉, 王雪, 夏晞冉

材料保护. 2022, 55(2): 160-167. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0052

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水力压裂施工中，高压管汇内壁承受携砂液中高流速、高强度支撑剂的冲蚀磨损作用，易发生损伤失效。通过总结现有的冲蚀理论和冲蚀试验装置，系统介绍了国内外对高压管汇材料冲蚀磨损问题的研究成果，对比分析了旋转式、喷射式和管流式试验装置对水力压裂工况下高压管汇冲蚀磨损研究的适用性，着重分析了喷射式冲蚀磨损试验中各试验参数对高压管汇冲蚀速率的影响规律；最后指出了当前水力压裂工况下高压管汇冲蚀磨损研究中存在的问题及未来的研究方向。

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埋地管道地铁动态杂散电流防护设计方案研究

孙学鹏, 高佳伟, 焦亚龙, 覃慧敏, 杜艳霞

材料保护. 2022, 55(2): 168-175. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0053

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近年来，地铁大规模建设，附近埋地油气管道所受的动态杂散电流干扰日益严重，对埋地管道进行有效的防护是减少管道腐蚀风险的必要措施。由于地铁杂散电流呈动态波动，给实际的测试和防护方案的设计带来困难，所以目前尚缺乏地铁动态杂散电流干扰下有效的防护设计方法。为此，以遭受地铁杂散电流干扰的某埋地天然气管道为研究对象，探索了基于现场排流试验的防护设计方法，即首先在受干扰管段布置监测点，对多个受干扰位置开展24 h动态直流干扰参数的连续监测，基于监测数据分析受干扰管段地铁杂散电流流入、流出规律。在此基础上，开展不同位置的现场排流试验，基于现场试验及相关计算确定受干扰管段的地铁杂散电流防护方案。实施方案后，进行了测试评估，评估结果表明方案达到了预期的防护效果，可为地铁杂散电流干扰下埋地管道的防护方案设计提供参考。

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酸性X气田生产井环空套管腐蚀规律研究

罗伟

材料保护. 2022, 55(2): 176-182. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0054

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酸性X气田生产过程中多口井出现了环空带压和环空气/液样含H2S和硫化物的现象，油层套管中110SS抗硫材质面临严重的腐蚀风险。为了获取真实井筒环境下抗硫套管的腐蚀规律，在高温高压反应釜中采用腐蚀挂片的方法开展了110SS抗硫套管在气相和受污染环空保护液中的腐蚀评价实验，以及抗硫套管与镍基合金套管连接处在受污染环空保护液中的电偶腐蚀评价实验，并利用金相显微镜、扫描电镜和能谱对试样腐蚀表面和腐蚀产物进行了观察分析。实验结果表明：抗硫套管在液相中的腐蚀速率很低，温度对腐蚀速率没有明显的影响；当温度高于100 ℃时，抗硫套管在气相中的腐蚀变得非常严重，腐蚀速率高达0.947 3 mm/a；抗硫套管和镍基合金套管连接处在液相中发生了严重的电偶腐蚀，抗硫套管试样表面出现较大的腐蚀坑，腐蚀速率大于工程设计允许的0.076 mm/a。获得的真实井筒环境下的抗硫套管腐蚀规律将为后期制定防腐控制措施、预测套管剩余强度以及评价井筒安全提供准确的参考依据。

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电磁涡流检测技术在天然气管道检测中的应用

胡洪宣, 刘鑫, 谢崇文, 时杨, 冷吉辉

材料保护. 2022, 55(2): 183-188. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0055

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为保证在役油气管道的安全运行，各种管道检测方法及其对管道适用性的研究成为研究热点。为了研究电磁涡流检测技术在小管径、低压低流速管道检测中的适应性，制定了一套完整的检测方案，进行工程对象管道的试点检测，分析了目标管道内部金属损失深度分布情况，采用C扫、DR法对管道进行开挖验证，并结合检测所获取的数据，对缺陷进行完整性评价，为全面了解管道现状、合理采取维修措施、实现管道的科学管理提供一定的依据。工程实践表明，电磁涡流检测技术对小管径、低压低流速管道检测的适应性较好，对内腐蚀缺陷敏感，为现场管道检测提供了一定参考。

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塔河油田某伴生气管线螺旋焊缝失效原因分析

闻小虎, 石鑫, 张丽, 王毛毛, 魏晓静, 陈迎锋, 刘冬梅

材料保护. 2022, 55(2): 189-194. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0056

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由于伴生气的存在，塔河油田某管线螺旋焊缝开裂。为了阐明管道螺旋焊缝的失效原因，为今后的管道腐蚀控制工作提供指导，分别对伴生气管道螺旋焊缝开裂处、远离焊缝处、缺陷两端材料表面进行宏观形貌观察，通过荧光光谱仪对材料成分进行分析，使用扫描电镜和X射线能谱观察及分析了开裂处的微观形貌及所含元素，并对伴生气管线螺旋焊缝开裂原因进行了分析。结果表明：伴生气管线的破裂是管线内伴生气中高含量的H2S所引起的氢致开裂(HIC)和硫化物应力腐蚀开裂(SSCC)共同作用的结果。破口的中部(即最宽处)是开裂的始点。

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电镀硬铬槽液的质量控制要求

胡剑锋, 尹中秋, 毛喆, 黄红武, 黄天勇, 郝锐

材料保护. 2022, 55(2): 195-198. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0057

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对电镀硬铬的槽液成分进行简介，并从槽液配制、分析、日常管理3个方面提出了对镀铬槽液质量控制的要求，以确保槽液稳定可靠，从而为制件电镀硬铬质量提供保证。

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2022年, 第55卷, 第2期　刊出日期：2022-02-15

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