材料保护

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粟志伟, 周艳文, 郭诚, 张开策, 武俊生, 徐帅, 王鼎

材料保护. 2022, 55(9): 1-9. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0238

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为提升TB10钛合金的抗生物污损能力，采用冷喷涂技术在钛合金表面制备铜(Cu)、铜 - 银(Cu - Ag)涂层，其中Cu - Ag涂层的粉体中，银的质量分数为10%。使用X射线衍射技术检测涂层的物相组成；通过分光光度计测试550 nm处的吸光度表征溶液中硫酸盐还原菌的生长趋势；通过扫描电镜观察在硫酸盐还原菌培养液中浸泡3，7，12 d后涂层试样的表面形貌，评价涂层的抗生物污损能力；通过电化学工作站测试试样在模拟海水中的极化曲线表征涂层耐蚀能力。结果显示：在浸泡实验中，钛合金表面吸附的细菌最多，含有Cu、Cu - Ag涂层的试样都具有一定的抗生物污损能力，Cu - Ag涂层的抗生物污损能力最强。银的加入促进了细菌的破裂、死亡。Cu及Cu - Ag涂层、TB10基体试样自腐蚀电位分别为-300.0，-209.1，-144.9 mV，自腐蚀电流密度分别为4.16×10-5，1.81×10-5，1.55×10-7 A/cm2。制备有Cu、Cu - Ag涂层的试样相较于钛合金基体腐蚀电位较低，腐蚀电流较大，具有一定阳极保护基体作用。封孔处理后，制备有涂层的试样耐蚀性提升，腐蚀电流密度降低了2个数量级。在钛合金表面通过冷喷涂制备Cu、Cu - Ag涂层，提升了钛合金的抗生物污损能力。银可在材料表面生成一层高活性杀菌离子层，使抑菌作用持续有效，并可通过封孔提升涂层的耐久性。

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二硫化钼改性石墨基复合涂层在高温下的摩擦学行为

裘子剑, 唐海鹏, 赵永武

材料保护. 2022, 55(9): 10-15. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0239

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目前对活塞裙部涂层在高温下的摩擦学行为鲜有研究，为此以石墨、二硫化钼为填料，聚酰亚胺(PI)为粘结剂制备了可用于活塞服役环境的耐磨减摩复合涂层，研究了不同组分涂层在200，400 ℃下的摩擦学行为。利用热重分析仪(TGA)对涂层的热稳定性进行表征；利用摩擦磨损试验机和扫描电子显微镜(SEM)对涂层的摩擦磨损性能进行表征。研究结果表明：石墨/PI涂层具有更好的耐高温性能；在200 ℃环境下，二硫化钼/石墨/PI涂层摩擦系数最低，为0.175；在400 ℃环境下，涂层摩擦系数均有所提高。但由于二硫化钼的分解，石墨/PI涂层的摩擦系数低于二硫化钼/石墨/PI涂层的；磨损率的趋势与摩擦系数相同，在200 ℃环境下，二硫化钼/石墨/PI涂层磨损率最低，而在400 ℃环境下石墨/PI涂层的磨损率低于二硫化钼/石墨/PI涂层的。

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取代-2-苯基异噻唑啉酮化合物的定量构效关系研究

杨星, 闫莹, 周浩, 吴来明, 蔡兰坤

材料保护. 2022, 55(9): 16-21. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0240

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定量构效关系是研究化合物的分子结构和抑菌活性的关系，可为预测新型化合物的分子结构，合成、设计新型异噻唑啉酮类化合物提供理论基础。以10种取代 - 2 - 苯基异噻唑啉酮化合物为研究对象，根据定量构效关系(QSAR)研究方法，建立活性参数数据库，在通过量子化学密度泛函理论B3LYP计算方法中的6 - 311G(d,p)基组对10种取代 - 2 - 苯基异噻唑啉酮化合物进行结构优化，得到相应的分子结构参数，采用多元线性回归分析(MLR)筛选出主要影响目标化合物抑菌活性的结构参数，并建立定量构效关系模型。通过相关回归分析发现，影响取代 - 2 - 苯基异噻唑啉酮化合物抗菌活性的主要结构因素为S-N键的键级(BS-N)、最低空轨道与最高占据轨道的能量差(EL-H)以及辛醇-水分配系数(lgP)，所得该类化合物的QSAR模型2具有良好的预测效果。结果表明，减小分子的BS-N、EL-H，提高lgP均有利于增强取代 - 2 - 苯基异噻唑啉酮化合物的抑菌活性。QSAR模型2具有良好的预测能力，对新型异噻唑啉酮化合物的设计合成有较高的参考价值。

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火焰与电弧喷涂3Cr13涂层性能对比研究及应用

高名传, 刘畅, 陈永强, 杨甫, 余斯亮, 李军

材料保护. 2022, 55(9): 22-26. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0241

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热喷涂不锈钢涂层是一种常用的增材修复涂层，为了比较不同工艺方法对涂层性能的影响规律，分别采用火焰与电弧2种喷涂工艺方式制备了3Cr13涂层，通过喷涂粒子在线监测、涂层性能表征对喷涂过程中的粒子状态及涂层性能开展了研究。结果表明：火焰喷涂3Cr13粒子飞行速度高于电弧喷涂，但喷涂粒子温度低于电弧喷涂粒子温度。火焰喷涂3Cr13涂层孔隙率10.5%、显微硬度505.9 HV及表面粗糙度Ra 11.7 μm，均高于电弧喷涂层的，但抗拉结合强度低于电弧喷涂层的。火焰喷涂与电弧喷涂3Cr13涂层的自腐蚀电位及自腐蚀电流密度基本一致，当腐蚀电位在-0.616～0 V范围内时，火焰喷涂层耐蚀性优于电弧喷涂层的。随后对比了2种工艺用于轴类零件修复的特征，为工业应用中工艺方法的选择提供了参考。

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耐蚀合金油管与高钢级碳钢套管在钻井液中的电偶腐蚀行为研究

朱达江, 范宇, 张华礼, 李玉飞, 张林, 宋洋

材料保护. 2022, 55(9): 27-33. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0242

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为了解掌握井下油套管钢的腐蚀类型、严重程度及耐蚀性能，通过扫描电镜、能谱仪和金相显微镜对028镍基合金油管、140ksi碳钢套管材质在模拟某气井井下钻井液环境中的腐蚀形貌、产物进行了分析，并对单一材质均匀腐蚀和2种材质耦合后的电偶腐蚀行为进行了评价，分析了其影响因素及腐蚀机理。结果表明：在本次模拟工况下，028镍基合金油管单一腐蚀和电偶腐蚀情况均极其轻微，耐蚀性能优良；140ksi碳钢套管单一腐蚀、电偶腐蚀速率分别为0.210 6 mm/a和1.528 3 mm/a，分别属于严重腐蚀和极严重腐蚀。结论认为：当存在电偶腐蚀条件时，会进一步加剧碳钢套管的腐蚀程度。在酸性气井管柱设计时，应针对井下实际工况条件，不仅要考虑单一材质的防腐性能，还要考虑各种材质耦合接触时的电偶腐蚀，合理选择管材组合，降低或避免出现电偶腐蚀，同时制定有效的防腐措施，确保气井管柱的长期完整性。

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掺海水输送对海底管道结垢及腐蚀行为的影响

李慧心, 常炜, 李大朋, 李清平, 胡丽华, 于湉, 张雷

材料保护. 2022, 55(9): 34-40. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0243

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为了保障管道流动安全，明确管道掺海水输送方案的结垢及腐蚀风险，针对我国南海海域某油田现场的实际工况，分析了掺入海水后水质结垢倾向的变化，并模拟垢层沉积状态，开展了腐蚀模拟评价实验。利用失重法测试平均腐蚀速率，利用扫描电子显微镜及能谱仪进行腐蚀形态观察和腐蚀产物分析，并结合激光共聚焦显微镜观察基体表面腐蚀形态，探究了海水掺入对管线钢结垢腐蚀的影响。通过开展原位电偶腐蚀实验，探究了垢层沉积对管线钢腐蚀电化学行为的影响。结果表明：海底管道中海水的掺入比例及海水中腐蚀性离子的种类、含量影响海管输送系统的结垢风险。垢层的形成，一方面使管道内壁整体的腐蚀倾向有所减小；另一方面，沉积的垢层在基体表面不均匀分布改变基体表面电位状态，构成局部电偶电池，促进局部腐蚀坑的萌生与发展。

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烟炱对MoDTC与ZDDP抗磨性能的影响

董增鹏, 王稳, 刘宏亮

材料保护. 2022, 55(9): 41-45. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0244

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为考察烟炱对二烷基二硫代氨基甲酸钼(MoDTC)与二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP)抗磨性能的影响，将烟炱加入不同油样中进行四球机摩擦试验。结果表明：烟炱在部分合成柴油机油基础油中，MoDTC和ZDDP的质量分数分别为0.3%和0.9%时，油样的磨斑直径约为0.59 mm和0.49 mm;与基础油相比，含ZDDP油样的磨斑直径降低约17.86%,而含MoDTC的无明显变化；烟炱的存在会降低MoDTC和ZDDP的抗磨性能，主要由于烟炱会刮伤摩擦副表面的保护膜，使磨损加剧，而两剂复配后具有协同增效的作用，油样的抗磨性能提高，磨斑直径约为0.46 mm,与单剂油样相比，分别降低约22.09%和6.10%;通过对磨斑表面元素分析可知，复配后抗磨性能的提高归因于钼与硫、磷元素产生协同作用，生成化学反应膜，吸附在摩擦副表面，从而表现出更优异的抗磨性能。

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塔河油田集输管线管材的腐蚀行为研究

闻小虎, 石鑫, 温宁华, 王毛毛, 魏晓静, 陈迎锋, 刘冬梅

材料保护. 2022, 55(9): 46-54. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0245

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针对塔河油田地面管线频繁发生的腐蚀失效问题，利用高温高压反应釜模拟地面管线服役环境，开展了不同管材电化学测试和腐蚀挂片评价试验。通过电化学性能分析、微观形貌观测与腐蚀速率计算，明确其在塔河油田地面集输管线服役环境下的腐蚀变化情况。结果表明：在60 ℃,50%CO2含量下，20钢和1Cr钢为典型的阳极溶解特征，304管材发生钝化现象；304管材的极化电阻最大，其次是1Cr钢和20钢；随着温度与CO2含量的升高，3种管材的腐蚀加剧，腐蚀速率整体呈增大趋势。在70 ℃，70% CO2条件下，20钢与1Cr钢在气液两相中均发生局部腐蚀，20钢在气相环境局部腐蚀较轻微，1Cr钢局部腐蚀风险较大；304不锈钢在气液两相中发生均匀腐蚀，腐蚀速率较低。气相环境腐蚀产物主要为FeCO3和少量FeS；液相环境腐蚀产物主要为CaCO3、FeCO3。管材在气相环境由于凝析水发生局部腐蚀，液相环境中主要发生CO2腐蚀。因此，综合3种材料的腐蚀行为研究，304和20管材可作为塔河油田地面集输系统管材，而对于20钢在苛刻环境中的使用应关注其局部腐蚀风险。

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高含CO₂环境下316L及2205不锈钢的耐蚀性研究

胡丽华, 吴露, 金杰, 王竹, 张国辉, 张雷

材料保护. 2022, 55(9): 55-61. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0246

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为了深入研究316L和2205这2种不锈钢的腐蚀行为，探究其在水下生产系统中的应用前景，采用长周期浸泡试验、循环极化曲线、恒电位极化和电化学阻抗谱，结合扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)，分析了316L和2205不锈钢在高含CO2环境下的腐蚀速率、电化学行为及耐点蚀能力差异。结果表明：在高含CO2的模拟海水环境下，2205双相不锈钢的耐蚀性优于316L奥氏体不锈钢，2205不锈钢相较于316L不锈钢钝化区范围更大、维钝电流密度更小、钝化膜电阻更大。2205的高耐蚀性源于其耐点蚀当量(PREN)值更高、夹杂数量更少，这使2205表面钝化膜更稳定，同时钝化膜发生局部破损的倾向更小。

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基于模态分析的材料点腐蚀评估方法研究

陈永红, 苏永生, 明廷涛, 胡婧

材料保护. 2022, 55(9): 62-68. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0247

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点腐蚀破坏了材料结构的连续性，并对材料的力学性能产生较大影响。平均点蚀坑深度是衡量材料点腐蚀程度的重要指标，研究平均点蚀坑深度对评价点腐蚀对材料的影响具有重要意义。从点腐蚀对材料力学性能的微观损伤影响出发，利用等效弹性模量从宏观上进行了描述，根据弹性材料模态分析理论，构建了点腐蚀材料体积损失因子与模态之间的分析模型，实现了通过对点蚀材料模态的实时监测预测平均点蚀坑深度的目的。分析结果表明：该方法所得的等效弹性模量要优于其他方法，且平均腐蚀坑深度预测值与实际值拟合度较高，说明该方法在理论上是可行的，可以用于对点蚀材料平均腐蚀坑深度的预测，以实现通过监测模态变化对材料的点腐蚀影响进行评估的目的。该方法为材料的实时点蚀评估提供了新的思路，在现实中具有较大的参考价值。

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超高压射流磨料粒子对喷嘴冲蚀的有限元分析

霍宏博, 李中, 张明, 张彬奇, 何世明, 张智

材料保护. 2022, 55(9): 69-74. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0248

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为分析解决高速运动的磨料粒子对喷嘴内部的冲蚀，以提高其抗冲蚀磨损效果，优化设计超高压射流喷嘴结构，采用瞬态两相流仿真与离散相仿真并进行可视化处理，模拟冲蚀试验。建立喷嘴内轴对称固液两相流分析模型，对喷嘴内部预混合磨料水射流粒子的运动轨迹和加速过程进行模拟，计算喷嘴内壁最大冲蚀率，并优选喷嘴内部结构。结果表明：石榴石磨料粒子在碳化钨喷嘴聚焦段与喷嘴内壁发生碰撞并被反射回轴线产生聚焦效应，粒子运动速度降低并对内壁产生冲蚀。最大冲蚀位于喷嘴收缩段与聚焦段连接处，最大冲蚀率为1.9×10-6 kg/(m2·s)；第2峰值点则出现在聚焦段中前部，距喷嘴出口20 mm处，冲蚀率为1.7×10-6 kg/(m2·s)。根据喷嘴实际试验寿命和失效准则，求得实际喷嘴冲蚀率为1.078×10-6 kg/(m2·s)，冲蚀率修正系数为0.567 4。通过有限元分析对喷嘴造型的优化提供了选择依据，有利于提高喷嘴耐蚀性。

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316L不锈钢在氯离子和CH₃COOH介质环境中的应力腐蚀敏感性研究

李亮, 艾志斌, 陈中官, 严伟丽

材料保护. 2022, 55(9): 75-80. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0249

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目前关于316L不锈钢在含Cl-和CH3COOH环境中的应力腐蚀敏感性研究较少。为此，采用慢拉伸试验、扫描电镜(SEM)及X射线光电子能谱(XPS)等分析手段研究了Cl-和CH3COOH对316L不锈钢应力腐蚀敏感性的影响。结果表明：当Cl-浓度大于2 000 mg/L 时，316L不锈钢应力腐蚀倾向明显，且随Cl-浓度增加，其应力腐蚀敏感性呈加速增大趋势。加入CH3COOH后，低浓度Cl-条件下，CH3COOH会促进应力腐蚀；当Cl-达到1 000 mg/L 后，CH3COOH对应力腐蚀起抑制的作用。由XPS结果可知，CH3COOH会改变316L不锈钢钝化膜的组成，致使其耐腐蚀性增强。

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常用换热器管束钢材在高温含元素硫凝析水介质中的腐蚀行为

战征, 高秋英, 王贝, 王毛毛, 崔瑞雪, 王修云, 马骏, 陈迎锋

材料保护. 2022, 55(9): 81-86. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0250

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元素硫沉积可能引发换热器管束严重的腐蚀穿孔风险，有必要明确常用换热器管束材质在元素硫环境中的适用性。利用浸泡法，结合扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)及X射线衍射仪(XRD)等分析手段，对20钢、316L奥氏体不锈钢以及2205双相不锈钢3种换热器管束常用材质在高温含元素硫环境下的腐蚀行为进行了研究。结果表明:在220 ℃，含2%(质量分数)元素硫的凝析水介质中，20钢平均腐蚀速率可达10.520 mm/a，316L不锈钢点蚀腐蚀速率可达0.470 mm/a，2205双相不锈钢腐蚀速率仅为0.036 mm/a。3种材料的主要腐蚀产物均为FeS2。20钢表面腐蚀产物膜疏松多孔，保护性差，316L不锈钢以及2205双相不锈钢表面腐蚀产物相对20钢均一性及致密度较好。2205双相不锈钢可满足此类工况下换热器管束的服役要求。

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镁合金双层化学镀Ni - P工艺及镀层的性能

李智, 胡德枫, 苑阳, 葛毓立, 陈伟荣

材料保护. 2022, 55(9): 87-94. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0251

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为提高AZ91D镁合金的硬度和耐蚀性，采用无氢氟酸的化学镀工艺在其表面制备双层Ni - P镀层，并通过金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、能谱仪(EDS)、显微硬度计、电化学工作站对镀层的组织结构、成分、显微硬度和耐蚀性进行表征分析，确定最适宜的双层工艺。结果表明：采用先碱性后酸性双层化学镀工艺，所得镀层与基体结合良好，厚度为26.28 μm，表面均匀致密，线粗糙度Ra为0.623 μm；该工艺下镀层硬度为550.54 HV，较基体提升7.9倍；内层P含量为3.209%，具有晶体结构，存在裂纹孔洞，外层P含量为9.713%，具有非晶结构缺陷少的特点，可以覆盖内层缺陷处，提高耐蚀性；该工艺制备的镀层的腐蚀电位较基体正移719 mV，自腐蚀电流密度较基体降低2个数量级。

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深冷处理对20CrNiMo渗碳钢摩擦磨损性能的影响

黎敏, 倪磊, 向北平

材料保护. 2022, 55(9): 95-101. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0252

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为了提高20CrNiMo渗碳钢的摩擦磨损性能，对20CrNiMo渗碳钢进行了不同时间和不同循环次数的深冷处理。利用扫描电镜、洛氏硬度计等手段分析了深冷处理前后试样的微观组织、硬度和冲击韧性的变化情况；通过摩擦磨损试验机对比研究了深冷前后试样的摩擦磨损性能。结果表明：深冷处理对20CrNiMo渗碳钢表面硬度的影响有限；对冲击韧性有显著提高，深冷工艺为单次6 h时冲击韧性最高，较未深冷试样QT提高了10.9%。深冷处理后试样的平均摩擦系数和相对磨损率明显降低。当深冷工艺为单次6 h和3次每次3 h时，材料的摩擦磨损性能较好，平均摩擦系数分别为0.50、0.52，与QT试样相比，磨损率分别降低了25.9%、23.3%。

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化学镀Ni - P及Ni - W - P镀膜组织及性能对比研究

伊洪丽, 包翠敏, 陈蕊, 杨智鹏, 陈炜, 李宏坤

材料保护. 2022, 55(9): 102-108. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0253

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为了更好地了解化学镀Ni - P及Ni - W - P 2种镀膜的优缺点，利用X射线衍射仪、光学显微镜、电化学工作站以及维氏硬度计等测试分析手段对化学镀Ni - P和Ni - W - P镀膜镀态及热处理态显微组织、结合力、硬度和耐特定工况腐蚀性能进行对比研究。结果表明：2种镀膜均与基体形成良好结合且厚度均匀，镀膜表面胞粒堆垛致密，具有一定方向性且大小均匀，镀膜孔隙率低；Ni - W - P镀膜初始晶化的热处理温度较Ni - P镀膜低；在镀膜硬度超过800 HV3 N后，Ni - W - P镀膜较Ni - P镀膜表现出更好的韧性；且 Ni - W - P镀膜在特定工况腐蚀环境下具有更好的耐蚀性。

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聚丙烯酸添加剂对镁合金阳极氧化膜性能的影响

付广艳, 陈兆苏, 任雷, 刘华成

材料保护. 2022, 55(9): 109-113. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0254

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为了进一步改善镁合金阳极氧化膜的耐腐蚀性能，向以氢氧化钠(NaOH)、硅酸钠(Na2SiO3)、对苯二甲酸(PTA)为主要成分的基础电解液中添加聚丙烯酸(PAA)，在AZ91D镁合金表面制备阳极氧化膜。采用光学显微镜、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)及电化学分析仪，分析了聚丙烯酸对镁合金阳极氧化膜的形貌、相组成及耐腐蚀性能的影响。结果表明：镁合金阳极氧化过程中，向电解液中添加聚丙烯酸能够提升氧化电压，抑制弧光放电，减少膜层微孔数，提升膜层致密度和厚度，影响膜层的相组成，进而提高膜层耐腐蚀性能。

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Ce、Ti对不锈钢中MnS夹杂物的变性效果及耐腐蚀性能研究

王婷, 车治强, 杨吉春, 王军, 刘香军, 杨昌桥

材料保护. 2022, 55(9): 114-121. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0255

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不锈钢中MnS夹杂物极易诱发点蚀，严重恶化钢的耐腐蚀性能，实施MnS夹杂调控技术或改性技术是提高不锈钢耐腐蚀性能的有效途径。以S32550双相不锈钢为研究对象，在实验室条件下采用真空感应炉冶炼不同Ce、Ti含量的试验钢，通过JSM - 6510型扫描电子显微镜、周期腐蚀失重实验、交流阻抗测试、Tafel极化曲线测试等检测方法，研究了微量Ce和Ti对不锈钢中MnS夹杂物的变性效果以及对不锈钢耐腐蚀性能的影响。结果表明：向钢中加入0.047%(质量分数，下同)Ce后，S32550钢中夹杂物由MnS变为Mn - S - Ce - O复合夹杂，夹杂物尺寸由14 μm左右减小为3 μm左右，腐蚀速率较未添加Ce时降低了63%；向钢中加入0.051%Ti后，夹杂物由MnS变为Mn - S - Ti - N复合夹杂，尺寸由14 μm左右减小为4 μm左右，腐蚀速率较未添加Ti时降低了33%；添加0.052%Ce和0.054%Ti后，夹杂物由MnS变为Mn - Ce - Ti - O复合夹杂，尺寸由14 μm左右减小到2 μm左右，腐蚀速率较未添加Ce和Ti时降低了76%。添加Ce、Ti均能够增大试验钢的容抗弧半径和自腐蚀电位，并降低自腐蚀电流，显著提高S32550钢的耐腐蚀性能，其中Ce的作用效果优于Ti，同时添加Ce和Ti的作用效果较单独添加Ce和Ti时显著。

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占空比对发动机用钛合金表面微弧沉积Al₂O₃ - TiO₂涂层结构和力学性能的影响

朱斌

材料保护. 2022, 55(9): 122-125. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0256

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为改善钛合金的综合性能以满足生产发动机的要求，采用微弧沉积技术对发动机用钛合金表面进行改性。利用不同的脉冲占空比(30%、40%、50%)制备了3种不同的Al2O3 - TiO2微弧沉积涂层。利用场发射电子显微镜观察沉积涂层的表面形貌；利用金相显微镜测试涂层厚度；利用激光共聚焦显微镜测量沉积涂层的表面粗糙度；利用纳米压痕仪测试沉积涂层的弹性模量和硬度，研究了占空比对发动机用钛合金表面微弧沉积Al2O3 - TiO2涂层结构和力学性能的影响。结果表明：在30%、40%、50% 3种不同脉冲占空比下制备的Al2O3 - TiO2涂层的平均厚度逐渐增大；随着脉冲占空比的增大，沉积涂层的表面粗糙度Ra下降，占空比为50%时，微弧沉积涂层的Ra达到最小值，约为2 μm；当脉冲占空比由30%变为50%时，Al2O3 - TiO2微弧沉积涂层表面的微孔数量逐渐增多，微孔的半径减小，表面更均匀；当脉冲占空比为50%时，制备的Al2O3 - TiO2涂层具有最大的硬度和弹性模量。

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炉压和试样位置对CVD - SiC涂层组织与抗热疲劳性能的影响

李江涛, 孙佳庆, 董会娜, 何凤霞, 王征, 冯婷, 王琰, 魏庆渤, 张东生

材料保护. 2022, 55(9): 126-133. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0257

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带有SiC涂层的石墨基体可以有效解决石墨材料在高温、腐蚀性气体环境中的腐蚀掉粉问题。在石墨基体表面制备碳化硅涂层，通过调整优化各项沉积工艺参数，以期达到快速制备高性能SiC涂层的目标，为其在石墨基体表面的应用提供理论基础和技术支持。以甲基三氯硅烷(MTS)、H2为原料，使用工业级化学气相沉积设备在石墨基体表面制备碳化硅涂层，结合扫描电镜、X射线衍射仪、真空热循环等分析测试方法，研究了炉压和试样位置对涂层组织结构和抗热疲劳性能的影响规律。结果表明：炉压为2.0 kPa时可以制备出晶粒生长取向性单一且高纯的碳化硅涂层，随着炉压增大，涂层沉积速率和抗热疲劳性能均呈现出先升后降再升的非单调性变化，其中炉压为2.0 kPa时碳化硅涂层的沉积速率最快且其热疲劳性能最好；不同试样位置时制备的涂层均为纯的SiC涂层，试样悬挂位置距离布气盘越近时涂层沉积速率越快，且其抗热疲劳性能越好。炉压为2.0 kPa、试样位置为300 mm时可快速制备出抗热疲劳性能良好的SiC涂层。

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含Nb氮化物硬质膜的研究现状及展望

苏富斌, 张钧, 王晓阳, 钱春晖, 陈磊

材料保护. 2022, 55(9): 134-140. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0258

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针对现有的TiNbN硬质膜的制备技术、晶体结构、硬度、结合力、耐磨性等组织性能方面进行了分析概述。针对TiAlNbN硬质膜的硬度、耐磨性、抗热震性能等力学性能进行了总结，并对TiAlNbN硬质膜的发展进行了展望。

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计算流体力学(CFD)在化学气相沉积(CVD)模拟仿真中的应用

张博闻, 吴勇, 杨甫, 夏思瑶, 黄天纵, 孟施旭

材料保护. 2022, 55(9): 141-147. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0259

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CVD工艺在工业生产中得到广泛应用，但CVD产物却受到许多参数的影响，而这些参数的变化如何影响沉积质量则需要重复试验才能得出结论。在CVD领域中引入计算流体力学(CFD)方法来对CVD过程进行数值模拟研究可以达到有效降低研发成本、提高沉积效率等目的。简要介绍了计算流体力学的概念；接着以ANSYS Fluent软件为例，简述了计算流体力学仿真分析的方法；最后分别综述了计算流体力学方法在建立CVD反应的研究模型、CVD反应器结构改进以及CVD工艺优化等方面的应用。

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Fe - Al基复合材料及其涂层高温耐磨性的研究进展

秦峰, 迟新宇, 袁建军, 崔译丹, 潘光浩, 李祥, 谷连旺

材料保护. 2022, 55(9): 148-152. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0260

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Fe - Al金属间化合物(主要是指FeAl和Fe3Al)因其成本低、熔点与钴相近、强度重量比高、具有优异的耐蚀性和抗氧化性等优点而受到广泛关注。主要介绍了陶瓷颗粒作为增强相制备Fe - Al基复合材料及涂层的方法和高温摩擦磨损机理。相关结果表明，陶瓷增强相不仅能提升Fe - Al基复合材料及涂层的力学性能，还能显著提升该材料的高温摩擦性能。

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在硫酸体系中表面改性和变质剂元素改性铝合金耐腐蚀性的研究进展

李佳敏, 陈步明, 黄惠, 郭忠诚, 何亚鹏

材料保护. 2022, 55(9): 153-161. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0261

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综述了铝基合金在硫酸体系中表面改性和添加变质剂元素改性的研究进展。一方面，铝基合金通过在不同的硫酸体系包括纯硫酸、硫酸 - 酒石酸、硫酸 - 硼酸、硫酸 - 草酸、硫酸 - 有机酸中表面改性产生阳极氧化膜可以提高其耐腐蚀性。另一方面，通过在铝基合金中添加不同的变质剂元素，发现Mn、Mg、Re等元素对铝合金的耐腐蚀性有提高作用，Cu、Si、Sc、Ga、Zr等元素对铝合金的耐腐蚀性产生不利影响。提出铝基合金在硫酸溶液中的腐蚀规律主要以点蚀和微电池反应呈现，为铝合金能在湿法冶金行业中广泛应用以及向多元化合金发展提供参考。

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护栏螺栓紧固件表面防腐技术的现状分析

王志斌, 邱文利, 王胜民, 冯雷, 赵凯

材料保护. 2022, 55(9): 162-166. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0262

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基于公路交通护栏服役中螺栓紧固件的重要性，对护栏螺栓的防腐技术现状、技术标准及应用进行了详细综述，通过分析指出了护栏螺栓紧固件热浸镀锌的技术缺陷和机械镀锌的技术优势，指出了目前产业界机械镀锌护栏螺栓紧固件存在的质量问题，以及目前护栏螺栓紧固件表面防腐技术标准及实施中存在的问题及技术障碍。通过分析与归纳，从机械镀锌工艺过程和与镀层致密度、锌附着量之间的关联规律，镀层质量主要指标、指标量化检测及可行性，试样主要检测表面及螺纹部位镀层质量的差异性等方面提出了进一步的研究及工作建议，以促进我国公路护栏螺栓紧固件防腐技术的发展。

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油气集输缓蚀剂缓蚀效率的影响因素及评价方法综述

叶男, 廖柯熹, 何国玺, 覃敏, 赵帅

材料保护. 2022, 55(9): 167-179. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0263

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加注缓蚀剂是油气田集输系统减缓腐蚀的常规手段之一，具有成本较低、效果好、不影响介质基本性质、易于操作的优点。但现场管输环境复杂，缓蚀效率受到众多因素的影响。综述了缓蚀剂性质、管道材质和环境等因素对缓蚀效率的影响规律，结果表明：影响缓蚀效率的因素众多且规律复杂，需要根据实际情况具体分析，并且各参数对缓蚀效率的交互影响研究较少。此外，对缓蚀剂常用的实验室评价方法进行了总结，目前缓蚀剂评价方法主要有失重法、电化学评价法、量子化学理论评价法、分子动力学模拟法及各种表面分析方法，包括扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、3D显微镜、原子力显微镜(AFM)、电化学石英晶体微天平(EQCM)等。最后从缓蚀剂的发展方向、影响缓蚀效率的主控因素研究和缓蚀效率评价方法进行了展望，为了使缓蚀剂筛选评价更符合现场实际，应在流动环境中，预腐蚀前提下评价缓蚀效率，关注局部腐蚀速率，指出了找到影响缓蚀效率的关键因素的重要性。

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亲水易洁涂层的应用研究

王琦, 李智峰, 李成信

材料保护. 2022, 55(9): 180-184. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0264

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为给亲水涂层在高温高湿环境中应用提供依据，针对不锈钢基材上应用的亲水易洁涂层进行了研究，对比分析了不同基材及涂层变化对亲水性与耐高温、耐蒸汽性能的影响。结果表明：当涂覆市售碱性硅酸盐型亲水涂料ZC和自制硅酸锂型亲水涂料JY时，SUS304不锈钢的水接触角均明显低于SUS430不锈钢的，而市售亲水涂料ZC的亲水易洁性优于自制亲水涂料JY的。耐温性和耐蒸汽性能测试结果表明硅酸锂体系亲水涂层的稳定性和耐水性更优，适合在蒸烤箱产品上应用。

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机器人喷涂液态阻尼胶自动校准流量方法研究

师二虎, 刘鹏祥, 孙晓杰, 张刘斌

材料保护. 2022, 55(9): 185-189. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0265

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为解决汽车制造过程中机器人喷涂液态阻尼胶的流量无法跟随生产车实际情况自动适应的问题，提出一种基于机器人Karel程序与生产大数据，建立喷涂流量与生产车辆序号的关系映射模型。通过开发机器人可执行的底层代码程序，自动计算每辆生产车辆序号和原始喷涂流量值与监控流量值之间的比例系数的函数关系，结合原始的工艺参数自动校准每辆车的喷涂实际流量值，最终实现了机器人喷涂液态阻尼胶的流量自动校准功能，保证了每辆生产车喷涂实际流量值围绕监控流量值上下波动，波动范围控制在±3%以内，已达到汽车制造控制涂胶质量稳定性的要求。

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钛合金在舰船领域应用的氢脆风险分析

卢云飞, 郭倩, 段国庆, 石鹏飞, 周潼, 唐波, 胡科峰

材料保护. 2022, 55(9): 190-194. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0266

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目前在舰船领域，关于钛合金的氢脆风险研究较少。为此，基于钛合金在舰船领域应用日趋广泛的现实情况，采用电化学测试、腐蚀仿真计算、模型腐蚀试验等手段，综合分析了钛合金在舰船领域应用的氢脆风险。结果表明：钛合金在海水介质环境中与施加有效阴极保护的船体钢直接接触时，钛合金发生氢脆风险较大。建议对所有钛合金与船体钢在海水介质环境中接触部位实施电绝缘措施，以隔断电子回路。

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桥梁钢结构全水性防腐涂料体系的应用性能研究评价

肖祥定, 何畅, 段金弟, 曹梦玲, 李长春

材料保护. 2022, 55(9): 195-199. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2022.0267

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通过实验室测试3家涂料厂家提供的水性涂料的物理性能、耐盐雾性能、耐老化性能等指标，对3家涂料厂家提供的桥梁钢结构配套水性涂料防腐涂层的性能进行了系统的试验研究，评价了水性涂料配套涂层体系在桥梁钢结构中的性能指标，最后阐述了水性涂料在桥梁钢结构中的适用应用环境，为评估水性涂料在工程项目中的适用性提供了参考。

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2022年, 第55卷, 第9期　刊出日期：2022-09-15

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