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2022年, 第55卷, 第7期 刊出日期:2022-07-15
  

  • 全选
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    高温腐蚀防护专栏
  • 罗靖川, 杨冠军, 陈林
    材料保护. 2022, 55(7): 1-7. DOI:10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0177
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    垃圾焚烧炉在服役时会面临严重的高温冲刷磨损问题,采用防护涂层是对其施加保护的一种有效方法。为了研究Cr3C2-NiCr涂层在垃圾焚烧炉中高温冲刷环境下的服役表现,采用超音速火焰喷涂技术制备了Cr3C2-NiCr涂层,分析了喷涂距离对涂层微观组织的影响,并考察了涂层的抗高温冲蚀磨损性能。结果表明:随着喷涂距离的增大,涂层表面未熔化的颗粒数量增多,孔隙率也随之提高,当喷涂距离为225 mm时涂层的熔化程度最好。高温冲蚀试验中,制备涂层时选择的喷涂距离增大,涂层的冲蚀率提高,其抗高温冲蚀性能下降;当冲蚀温度从450℃升至550℃时,涂层的抗高温冲蚀能力下降。
  • 罗纳, 何兵, 张小锋
    材料保护. 2022, 55(7): 8-15. DOI:10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0178
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    采用等离子喷涂-物理气相沉积工艺(PS-PVD)在DZ125高温合金基体上涂覆镀铝改性热障涂层(TBCs),为了给其在复杂机械载荷使用环境下的应用提供技术支撑,通过扫描电镜观察试样的断口与涂层表面形貌,研究了镀铝改性TBCs对DZ125合金室温拉伸性能、高温持久拉伸性能、高温旋转弯曲疲劳性能的影响。结果表明:涂覆镀铝改性TBCs后,试样的室温拉伸性能与基体合金的相当,其断后伸长率稍有上升,拉伸断口为阶梯状解理面,呈明显的脆性断裂特征;高温持久拉伸断口具有类解理断裂、韧窝断裂的混合特征,持久断裂塑性明显提高,断后伸长率降低;旋转弯曲疲劳断口由疲劳起源区、疲劳扩展区以及瞬断区3个区域组成,带涂层试样的疲劳寿命相较于基体合金的有较大提升。
  • 李哲轩, 程建根, 伍廉奎
    材料保护. 2022, 55(7): 16-21. DOI:10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0179
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    为研究TiAl合金的热腐蚀行为,揭示其腐蚀机理,以提高TiAl合金的实际服役性能尤其是抗热腐蚀性能,通过扫描电子显微镜和X射线衍射仪表征了Ti48Al2Nb2Cr合金在75%Na2SO4+25%NaCl混合盐环境中的高温氧化行为及氧化层的组成和结构。结果表明:Ti48Al2Nb2Cr合金在该混合盐中服役时会发生严重腐蚀,经700℃氧化100 h后,其净质量变化为-16.53 mg/cm2。这是由于Ti48Al2Nb2Cr合金在热腐蚀过程中表面形成的热腐蚀氧化层疏松多孔,与基体结合力差而导致不断脱落。该氧化膜无法阻止熔盐和氧气的内扩散以及基体元素的外扩散。同时,腐蚀产物NaNbO3在试样表面形成和聚集呈不规则块状结构,进一步破坏了合金表面氧化层的完整性,导致其抗热腐蚀性能进一步恶化。
  • 叶鑫宇, 徐坤, 蒋宜廷, 王欣, 蹇华, 聂高升, 所新坤
    材料保护. 2022, 55(7): 22-30. DOI:10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0180
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    第一性原理作为一种不依赖经验参数的定量分析方法,能够大幅度缩减材料从设计到工程化应用的周期及成本,对热障涂层的研究具有重要的推动作用。总结了近年来第一性原理在热障涂层材料体系设计和界面结合优化等方面的研究成果,从热障涂层材料的结构稳定性、力学性能、热物理性能和耐腐蚀性能等4个方面,概括了第一性原理在界面结合功、分离功、电子结构、成键情况等方面的应用,揭示了杂质和掺杂剂对界面强化/削弱的机理,为热障涂层的深入研究提供了必要的理论知识储备。
  • 罗靖川, 杨冠军, 陈林
    材料保护. 2022, 55(7): 31-36. DOI:10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0181
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    垃圾焚烧炉在工作时由于垃圾本身和焚烧产物的腐蚀,其零部件会遭受严重的高温腐蚀损伤。为了对抗焚烧炉的高温腐蚀问题,采用超音速火焰喷涂技术制备了Cr3C2 - NiCr涂层,并研究了该涂层在高温环境下的抗腐蚀性能。将制备的涂层置入高温氧化、熔盐腐蚀和气氛腐蚀环境中开展试验,评估了该金属陶瓷涂层的腐蚀情况和产物。腐蚀试验结果表明:在高温氧化和熔盐腐蚀条件下,随着腐蚀温度从450 ℃升高至650 ℃,涂层的腐蚀速率增加。在气氛腐蚀条件下,随着腐蚀温度从550 ℃升高至650 ℃,涂层的腐蚀速率增加。
  • 吴多利, 董天乐, 郑家银, 舒 聪, 张 超
    材料保护. 2022, 55(7): 37-42. DOI:10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0182
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    针对垃圾焚烧炉受热面高温腐蚀,将表面涂覆NaCl盐的CHS - 104合金样品在实验室模拟垃圾焚烧炉气氛(80%N2+5%O2+15%H2O)下,在450,550,650 ℃ 3个温度下进行高温腐蚀实验,并利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)等手段对实验样品进行分析。结果表明:在450 ℃下,合金表面形成了较薄的保护性氧化膜,因而表现出优异的抗腐蚀性能;在550 ℃下,合金表面形成了连续生长的多层结构的氧化膜,因而表现出较好的抗腐蚀性能;在650 ℃下,Cl-穿透合金表面氧化膜,使得表面氧化膜发生了明显的腐蚀破坏,腐蚀产物主要是以Ni和Co为主的氧化物,合金表现出较差的抗腐蚀性能。
  • 于大千, 宫骏, 孙建平, 钱原吉
    材料保护. 2022, 55(7): 43-48. DOI:10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0183
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    为了更准确地界定热喷涂粘结层常用原料Amperit 415和Amperit 421的使用范围,采用热喷涂和真空热处理技术制备了2种热障涂层(陶瓷层相同,包含上述2种不同MCrAlY粉末制备的粘结层),其中前者Al、Cr含量相对较高,后者Al、Cr含量较低,但含有Re、Ta等难熔金属元素。针对2种涂层进行了静态空气下1 000 ℃等温氧化实验和梯度热冲击实验,对比研究了2种涂层的抗高温氧化和抗热疲劳性能,包括粘结层在氧化中结构、成分的变化,氧化动力学曲线及其激活能,以及2种涂层的抗热冲击性能。结果表明:2种涂层的抗高温氧化和抗热疲劳性能基本相同,在低热腐蚀、低冲蚀环境下,可以互相替代用于热端部件。
  • 吴多利, 刘 苏, 郑家银, 袁子毅, 曹 攀, 魏新龙, 张 超
    材料保护. 2022, 55(7): 49-65. DOI:10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0184
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    高温腐蚀普遍存在于机械部件工作环境,深入研究影响金属材料高温腐蚀性能因素,具有很重要的实际意义。概述了影响高温腐蚀的宏观因素和微观因素及主要应对措施,总结了高温腐蚀的机理,重点分析了水蒸气(湿度)对高温腐蚀的影响及预氧化对高温腐蚀的改善。总结了存在水蒸气的环境中高温腐蚀的机理;通过大量的文献归纳研究发现,在绝大部分情况下,水蒸气含量越高,材料的氧化层剥落越严重,腐蚀速率越快;但是,也有少量文献报道,在含有水蒸气的气氛中,腐蚀速率降低,耐腐蚀性能得到提高。此外,当材料中添加某些特殊元素如 Pt、Y、Hf 等后,其对水蒸气加速的腐蚀有一定的减缓作用。在诸多提升材料抗高温腐蚀性能的方法中,预氧化可以提前在材料表面形成氧化层,对提高材料的抗高温腐蚀性能有明显的效果,分析了预氧化时间、温度和气氛对材料抗高温腐蚀性能的影响规律。
  • 试验研究
  • 郭武明, 王玉飞, 曹文涛, 李振东, 詹华, 王海新
    材料保护. 2022, 55(7): 66-73. DOI:10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0185
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    为了提高GH05高温合金在高温高压水环境下的摩擦性能,在合金表面采用离子源辅助非平衡磁控溅射和多弧离子镀方法分别制备了Cr/DLC 和CrN 2种涂层。采用FGD高压釜对涂层进行高温高压试验,采用扫描电子显微镜(SEM)观察涂层表面及截面形貌,采用 UMT 高温摩擦磨损试验机、台阶仪、纳米压痕仪分别研究了2种涂层高温高压试验前后的摩擦磨损性能、硬度和弹性模量。结果表明:高温高压试验后,CrN涂层的表面形貌和力学性能相较于高温高压前的CrN样品而言变化较小;但Cr/DLC涂层发生了明显的氧化,涂层结构疏松,结合力和硬度显著降低。另一方面,高温高压试验致使Cr/DLC涂层和CrN涂层在干摩擦和水环境下的摩擦系数均升高,可能是由于涂层表面发生了氧化及力学性能劣化。相比于Cr/DLC涂层摩擦性能的急剧下降,CrN涂层经过高温高压试验仍能保持较好的摩擦磨损性能;特别地,CrN 涂层在水环境下的磨损率低至1.40 × 10-7 mm3/(N·m),仅为相同试验条件下Cr/DLC涂层磨损率[8.73× 10-6 mm3/(N·m)]的1.60%,CrN涂层大幅提升了高温合金在苛刻工况下的服役性能。
  • 肖帅, 张颖君, 窦宝捷, 崔学军, 杨飞
    材料保护. 2022, 55(7): 74-81. DOI:10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0186
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    为研究不同石墨烯添加方式对聚苯胺/环氧涂层性能的影响,通过原位聚合法在石墨烯表面合成聚苯胺,并利用X射线衍射仪、傅立叶变换红外光谱仪、扫描电子显微镜对聚合的粉末进行表征。分别将合成的聚苯胺/石墨烯聚合粉末、聚苯胺与石墨烯的混合粉末、聚苯胺粉末分散于环氧树脂中,在AZ91D镁合金表面制备涂层,通过电化学阻抗测试、吸水率等研究不同石墨烯添加方式对聚苯胺/环氧涂层性能的影响。研究结果表明:在3.5%(质量分数)NaCl溶液中浸泡2 160 h内,加入聚苯胺/石墨烯聚合粉末涂层的阻抗值一直高于加入聚苯胺涂层和聚苯胺石墨烯混合粉末涂层的,且该涂层具有更好的柔韧性和耐冲击性能。与直接混合方式相比,原位聚合后的聚苯胺/石墨烯聚合粉末能够更好地发挥石墨烯的屏蔽作用和聚苯胺的缓蚀作用,从而对镁合金起到更好的防护效果。
  • 何旭烨, 武 玮, 淡 勇
    材料保护. 2022, 55(7): 82-90. DOI:10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0187
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    油气输送管道多敷设于地下,管道金属与土壤接触极易引发腐蚀问题。为解决该问题,运用元胞自动机方法构建了一种综合考虑了土壤含水量、含氧量和电阻率等关键影响因素的金属土壤腐蚀动力学模型,并利用该模型模拟了不同土壤含水量(C)、腐蚀溶解概率(Pw)及扩散概率(Pd)条件下的土壤腐蚀行为。结果表明:随着土壤含水量增加,金属土壤腐蚀速率呈先增加再减小的趋势,且最高腐蚀速率相对应的临界含水量(Ct)随扩散概率(Pd)增大而减小,说明水和氧气的扩散对腐蚀速率起主要控制作用,这与实际土壤腐蚀过程相一致,表明所提出的模型能够较为准确地模拟土壤腐蚀行为。
  • 邹 翩, 于爱兵, 吴其亮, 王贵林, 李克凡, 吴森凯
    材料保护. 2022, 55(7): 91-95. DOI:10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0188
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    为了研究硬切削白层对试件表面摩擦磨损性能的影响,采用聚晶立方氮化硼刀具对GCr15轴承钢进行硬切削,测试了白层硬度,使用销盘式摩擦磨损机对已切削试样和未切削试样进行摩擦磨损试验,采用扫描电镜观察了磨损表面。结果表明:与未切削试样表面相比,已切削试样表面会产生厚度为6 μm的白层;马氏体的产生和晶粒的细化导致硬切削试件表面的硬度高于未切削试样表面;与未切削试样表面相比,含白层的已切削试样表面的摩擦系数更低,磨损量更小,硬切削试样表面的白层可改善其表面的摩擦磨损性能。
  • 尤良洲, 衡世权, 陆佳敏, 李晓徽, 高立新, 张大全
    材料保护. 2022, 55(7): 96-101. DOI:10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0189
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    为了考察金属离子对铝合金腐蚀的影响,采用失重法、等离子色谱和扫描电镜研究了AA5052铝合金在含复合杂质离子(Cl-、 Fe3+、Cu2+)的模拟冷却液(33%乙二醇水溶液)中的耐蚀性,发现AA5052铝合金在上述溶液中的腐蚀反应符合一级动力学过程。杂质离子的存在加速了AA5052铝合金的腐蚀。AA5052铝合金在含不同复合杂质离子的乙二醇水溶液中的腐蚀速率大小排序为:[Fe3++Cu2+]>[Fe3++Cu2++Cl-]>[Fe3++Cl-]>[Cu2++Cl-]。
  • 张海龙, 王社良, 袁晓洒
    材料保护. 2022, 55(7): 102-109. DOI:10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0190
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    针对混凝土在冻融循环过程中的退化问题,对退化过程中的孔隙发展以及孔隙发展引起的钢筋锈蚀进行研究。提出采用核磁共振技术对混凝土在冻融循环退化过程中的孔隙发展进行表征,采用电化学工作站对钢筋混凝土在冻融循环退化过程中的钢筋锈蚀发展进行研究。结果表明:混凝土在冻融循环退化过程中,T2(驰豫值)谱中有3个波峰,其中表示试件内部的微细小裂缝的主峰面积占总面积的80%左右。随着冻融循环的进行,T2谱中第一波峰(主峰)的面积呈指数形式增长。腐蚀电流密度和冻融循环次数之间服从指数关系,腐蚀电流密度和孔隙率之间服从线性关系。在175个循环后A - 2组钢筋均已达到中等锈蚀状态,而B - 2组试件则仍处于低锈蚀状态,表明添加粉煤灰可以提高混凝土的抗盐冻性能。
  • 王爱玲, 党梅菊, 刘玉辉, 余东亮, 唐 磊, 崔 淦, 刘建国, 李自力
    材料保护. 2022, 55(7): 110-118. DOI:10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0191
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    考虑到西南山区管道所处环境具有土壤电阻率大、受直流杂散电流干扰的特点,设计了一种新型镁铝合金牺牲阳极,其中铝含量达到了5%。牺牲阳极的电流效率易受Cl-浓度的影响。为了表征牺牲阳极在复杂土壤环境中的适用性,通过室内电化学测试方法分析了不同直流电位和氯离子浓度下新型镁铝合金牺牲阳极的腐蚀特征。结果表明:随着直流电位的增加(0~5 V),牺牲阳极开路电位的正向偏移程度增大,表明直流电位促进了牺牲阳极的腐蚀反应速率,缩短了其使用寿命;但是相对于1 V和5 V的直流电位来说,在3 V直流电位条件下牺牲阳极的腐蚀速率相对较小,这与该条件下牺牲阳极表面被形成的腐蚀产物覆盖有关。随着Cl-浓度增大(0~0.5 mol/L),牺牲阳极开路电位偏移程度明显增大,并且Cl-浓度越高,对牺牲阳极工作性能影响越大。与传统镁阳极的电流效率相比,在直流干扰下,且高含氯环境中,新型镁铝阳极的电流效率提升了40%,这是因为新型镁铝阳极形成的镁 - 铝原电池极大地促进了阳极的反应过程。
  • 冯文贵, 魏润芝, 王 胜, 杨兴乾, 韦文厂, 刘 峥
    材料保护. 2022, 55(7): 119-127. DOI:10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0192
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    为了了解冷却水对水电厂设备碳钢基材表面的腐蚀情况,利用腐蚀挂片法、表面分析和电化学测量技术等手段,对浸泡于水电厂冷却水中的Q235碳钢片的腐蚀规律和腐蚀机理进行了研究。结果表明:冷却水中的Mg2+和Ca2+对碳钢的腐蚀过程起到了加速的作用;采用动力学模拟计算诱发反应发生的因素,在Mg2+和Ca2+存在的条件下,腐蚀产物膜表面的均方位移和扩散系数均在一定程度上得到了增加,并且腐蚀离子均通过与腐蚀产物膜表面形成化学键的方式进行吸附,从而拥有较大的吸附能。这说明Cl-含量的增加会使水电厂碳钢设备腐蚀加剧, 冷却水中的Cl、Mg、Ca元素的同时存在,是碳钢设备腐蚀速率不断加剧的原因。
  • 李 波, 何锦航, 余思伍, 白 洁, 肖仁贵, 仇 伟, 刘孟磊, 彭盛燕, 廖 霞
    材料保护. 2022, 55(7): 128-136. DOI:10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0193
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    NaCl对镀锌钢的腐蚀相当严重,而大气中含有的SO2对该腐蚀过程起到促进作用,因此研究该环境体系下的金属腐蚀行为和机理相当重要。通过采用恒沉积盐下干/湿交替腐蚀的方式,用腐蚀增重、动电位极化曲线、电化学阻抗谱等分析方法,探究镀锌钢在模拟海洋 - 工业大气环境下的腐蚀情况与腐蚀特点。研究结果表明:金属的腐蚀程度随着Cl-浓度的增大而加剧,在干/湿交替腐蚀前期,锌层作为牺牲阳极保护基体,腐蚀产物易分解,腐蚀程度较轻;在腐蚀后期,碳钢开始腐蚀,腐蚀产物为红锈,腐蚀明显加剧,镀锌钢的锌层已失去了阴极保护作用,腐蚀速度随着腐蚀时间的延长而呈幂指数趋势增大。
  • 郝贠洪, 冯 韬, 刘艳晨, 高 峰, 胡 臻
    材料保护. 2022, 55(7): 137-143. DOI:10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0194
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    在变形磨损理论及相似理论的基础上,对实验室模拟工况与实际工况中风沙冲蚀现象的各项影响因素的相似关系进行分析,提出风沙试验相似准则。为保证工程材料在实际风沙环境及实验室模拟风沙环境中冲蚀损伤的相互转换,该准则对实际工况中和实验室模拟工况中风沙环境各项参数的数值关系进行了限制,并通过调整实验室模拟工况中与实际工况中沙尘浓度及冲蚀速度的比例关系,控制试验速度,达到加速试验的目的。利用该准则设计实验室模拟风沙试验中各项参数的取值,通过实验室模拟风沙试验,预测工程材料在内蒙古中西部实际风沙环境下的损伤程度。风沙试验相似准则为利用模拟试验的方法评估工程材料在风沙环境下的冲蚀损伤提供了理论基础和参数选取的依据。
  • 工艺探讨
  • 刘义林, 袁康杰, 王军华, 毛润东, 黄国波
    材料保护. 2022, 55(7): 144-149. DOI:10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0195
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    为了探究化学镀高Cu含量Ni - Cu - P镀层的组织结构及显微力学性能,通过化学镀法在45钢基体表面镀覆了高Cu含量的Ni - Cu - P镀层,通过扫描电镜、X射线衍射仪、EDS能谱分析仪、显微硬度计、纳米压痕仪等测试了未经热处理和经过热处理的镀层的微观组织及显微力学性能。结果表明:获得的高Cu含量Ni - Cu - P合金镀层厚度均匀,与基体结合良好;随着施镀时间的延长,镀层中Cu含量降低而Ni、P含量增加;未经热处理的镀层主要由Ni及Cu基固溶体组成,经200 ℃/2 h、300 ℃/2 h热处理后镀层相组成无明显变化,经400 ℃热处理后有NiP2、Cu3P等磷化物析出;化学镀初期(10 min),随着施镀时间的延长,镀层硬度显著增加,之后增加不明显;热处理可促进磷化物的析出,进而提高镀层硬度,经400 ℃/2 h热处理后镀层硬度显著增加。
  • 伏 利, 陈小明, 刘 伟, 霍嘉翔, 李育洛, 张 凯
    材料保护. 2022, 55(7): 150-154. DOI:10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0196
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    为了研究激光淬火功率对水力机械过流部件0Cr13Ni4Mo不锈钢组织性能及抗磨损性能的影响,采用激光淬火功率分别为2.5,3.0,3.5 kW的半导体激光器进行表面淬火;利用显微硬度计、冲击韧性试验机、摩擦磨损试验机、扫描电子显微镜分别对3种不同功率的淬火层的显微硬度、冲击韧性、抗磨损性能进行分析与测试,并通过对涂层磨损微观结构的观察,分析涂层的磨损机理。结果表明:3种功率下的激光淬火层的显微硬度、抗冲击韧性、抗磨损性能均随激光淬火功率的增大而呈提高趋势。淬火层的磨损机理主要是黏着磨损。激光淬火0Cr13Ni4Mo不锈钢可显著提高基体的抗磨损性能,具有广泛的应用前景。
  • 周玉妹, 明姝婕, 段晓俊, 彭刚阳, 朱延安, 瞿金清
    材料保护. 2022, 55(7): 155-159. DOI:10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0197
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    针对现有可UV固化乙烯基聚酯存在的黏度大、可固化官能度低等缺点,以小分子多元醇为核,先和酸酐反应生成半酯,再与甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)进行开环反应,得到高固低黏的乙烯基星形聚酯;考察了酸酐和多元醇的种类对星形聚酯的黏度和涂膜性能的影响,并采用红外光谱(FT - IR)、核磁共振氢谱(1H NMR)和凝胶渗透色谱(GPC)表征聚酯的分子结构和分子量。结果表明:星形聚酯的数均分子量在1 149~1 645 g/mol,聚合物分散性指数(PDI)在1.2以内。聚酯的黏度和漆膜硬度随多元醇羟基官能度的增大而增大,聚醚多元醇(N210)的改性能使树脂黏度降低至2 025 mPa·s,漆膜硬度达到2 H,具有优异的附着力和柔韧性。
  • 杜成明, 李 勇, 孙 影, 樊湘芳, 朱锦云, 李 胜
    材料保护. 2022, 55(7): 160-164. DOI:10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0198
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    采用RFL - C3300光纤激光器对42CrMo钢表面进行激光淬火处理,通过扫描电镜、光学显微镜、体视显微镜、维氏硬度计及立式万能摩擦磨损试验机进行检测,分析淬硬层组织、硬度、深度、耐磨性与激光工艺参数之间的关系。结果表明:试样经过激光淬火处理后,表层组织得到细化,表面硬度和耐磨性都得到了提升,激光功率为2 200 W,扫描速度为20 mm/s,当光斑尺寸为12 mm×2 mm时,试样表层组织由细小的马氏体组织、少量残余奥氏体和弥散细小碳化物组成,其表面平均硬度达到660 HV2 N,约为基体硬度的2.6倍,摩擦系数稳定在0.4~0.6,比基体降低了25%左右,磨损量为0.5 mg,为基体的23.8%。
  • 综述
  • 孙澄川, 卢 静, 解 路, 吴应东, 陈 东, 但幸东
    材料保护. 2022, 55(7): 165-176. DOI:10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0199
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    系统介绍了近年来冷喷涂制备铜基合金涂层的现状,总结了青铜、Cu - Zn、Cu - Cr等体系铜基合金在喷涂过程中所采用的工艺方法,并从涂层微观结构、力学性能及耐磨防腐等方面进行了阐述,最后对冷喷涂技术在铜基合金涂层的研究发展方向进行了展望。
  • 张洪博, 段文皓, 张涛, 白小龙, 陆民刚, 强文江, 黄冰心
    材料保护. 2022, 55(7): 177-186. DOI:10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0200
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    热障涂层技术是先进航空发动机和地面燃气轮机实现高效率、低排放和长寿命的重要技术手段。系统总结了传统热障涂层材料、制备方法、失效机理等方面的研究进展,同时,着重讨论了新型热障涂层材料、热障涂层制备新工艺、热障涂层新结构形式的研究现状及存在不足。最后,对热障涂层材料的研究趋势进行了展望。
  • 熊先炼, 王莹莹, 李湉, 侯健, 张海兵, 彭涛, 林冰, 杨明君, 唐鋆磊
    材料保护. 2022, 55(7): 187-199. DOI:10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0201
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    为了给碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)的设计和使用提供依据,针对碳纤维复合材料与金属间电偶腐蚀的问题,从碳纤维及碳纤维复合材料的结构与性能特点出发,阐述了碳纤维复合材料种类、金属材料种类、服役环境和结构件连接方式对碳纤维复合材料与金属之间电偶腐蚀的影响。其中,碳纤维复合材料与金属之间的铆接、螺栓连接和胶接可对电偶腐蚀产生不同的影响,而这方面的研究尚少,是今后研究的重要内容之一。
  • 张林海, 周全民, 王晓婧, 宁峻, 郑明珉, 刘艳红
    材料保护. 2022, 55(7): 200-211. DOI:10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0202
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    空蚀问题长期困扰着水电行业,开展水电机械抗空蚀研究对于促进水电发展和科学降碳具有重要意义。简要说明了水电机械空蚀机理及防治策略,并依此对目前抗空蚀合金涂层材料的研究现状和应用情况进行重点论述,最后对现存问题和未来抗空蚀新材料的研究方向进行了展望。
  • 实用技术
  • 高桂飞, 吕晓波, 王增元, 桑建辉
    材料保护. 2022, 55(7): 212-217. DOI:10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0203
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    站场区域阴极保护技术是行之有效的站内埋地金属结构腐蚀防护方法,但其管控存在诸多难点。介绍了一种区域阴极保护智能控制技术,该技术依托智能控制算法,根据站内多个监测点断电电位实时动态调整恒电位仪输出,使所有监测点电位均满足阴极保护要求,实现站场区域阴极保护智能均衡控制。区域阴极保护控制技术的应用可大幅度提升区域阴极保护效能,降低管控的复杂度以及人力成本,助力管道安全高效运行。
  • 董 猛, 汪元奎, 张宇航, 杨淑莉
    材料保护. 2022, 55(7): 218-221. DOI:10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0204
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    为了让材料生产厂家或者科研单位进一步有针对性地了解、开发及优化抗沾污高温纳米陶瓷涂层,更全面地了解燃煤锅炉受热面所面临的结焦问题,结合锅炉运行特点和涂层特性,探讨了锅炉受热面用抗沾污涂层的耐热性、结合强度、耐磨性、抗热震性、导热系数、抗沾污和耐高温腐蚀等性能指标,提出了煤粉锅炉高温受热面用抗沾污涂层的发展方向。
  • 杨新勇, 闫智伦, 李芳, 金伟, 张微, 郭玉洁
    材料保护. 2022, 55(7): 222-226. DOI:10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0205
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    为了研究塔河油田抗硫油管的腐蚀现状和腐蚀原因,并对油管采取腐蚀防护措施提供合理化建议,通过宏观形貌观察、理化性能检测、金相组织分析、扫描电镜观察和能谱分析等方法,并结合现场工况,对某井P110S油管腐蚀失效原因进行综合分析。结果表明:该油管的化学成分、力学性能及金相组织均符合标准API SPEC 5CT-2011的要求,高含CO2、Cl-、H2O的腐蚀环境是引起油管内壁局部腐蚀、导致油管内壁严重减薄发生断脱的主要原因,且随着井深的增加,油管所处的温度也在升高,油管的腐蚀程度也趋于严重。
  • 王芬玲, 李清松, 王天剑, 郭维华, 周 斌
    材料保护. 2022, 55(7): 227-132. DOI:10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0206
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    在各种重载、高速、低速的滑动轴承中,因润滑油膜失稳而导致巴氏合金材料发生烧瓦和失效的情况十分普遍。通过对某失效轴瓦表面巴氏合金进行表面油膜分析、表面裂纹形貌观察、化学成分检查、截面金相组织检查、元素能谱分析等,发现巴氏合金表面的积碳导致轴瓦表面的巴氏合金受力不均匀,在摩擦力作用下巴氏合金表面能发生塑性流动,形成宏观所见的摩擦痕迹,并于硬度较低且存在焊接缺陷的巴氏合金补焊区域发生开裂,并沿层深方向进行扩展;同时,巴氏合金表面油膜中高含量的Na+与水形成的酸性溶液,使得巴氏合金发生电化学腐蚀,形成腐蚀坑。