材料保护

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李兴明, 赵盖, 胡清元, 丁庆军

材料保护. 2023, 56(7): 1-9. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2023.0154

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为了提高铝合金的耐磨性，在六偏磷酸盐复合电解液中加入不同浓度氧化石墨烯(GO)对铝合金进行微弧氧化(MAO)，利用扫描电子显微镜(SEM)、X 射线衍射仪(XRD)、膜层测厚仪和显微硬度计分析GO 对微弧氧化膜层的微观形貌、相组成、元素分布、厚度和显微硬度的影响，重点研究了不同GO 浓度下的铝合金微弧氧化膜层的摩擦磨损性能。结果表明:电解液中添加GO 纳米颗粒对微弧氧化膜层有显著的影响。Al2O3/GO 膜层生长速率随GO 含量增加而上升，其主要成分是α-Al2O3和γ-Al2O3。随着GO 浓度的增加，微弧氧化膜层的显微硬度相较于纯2A12 铝合金明显提高。由于电解氧化过程中C 元素掺入膜层界面，Al2O3/GO 膜层的表面变得致密且光滑，摩擦系数明显下降且耐磨性提高。该方法为强化铝合金表面耐磨提供了新思路，对拓展铝合金的应用具有重要意义。

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La(NO₃)₃ 掺杂对TC4 微弧氧化/水热复合涂层显微结构和耐磨性的影响

张云龙, 牛楚涵, 董鑫焱, 张宇民, 李启荣, 李成海, 张瑞霞, 张唯一

材料保护. 2023, 56(7): 10-16. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2023.0155

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作为生物医用材料，TC4 钛合金在骨组织再修复领域中临床使用量很大，中国每年的消耗量约为百万件以上。但TC4 钛合金耐磨性低、生物活性差等问题严重制约其工程应用领域的扩展。为此，采用微弧氧化/水热合成复合技术在TC4 表面制备微弧氧化/水热复合涂层，研究水热合成液中La(NO₃)₃掺杂量对TC4 钛合金微弧氧化/水热涂层的相组成、微观形貌、显微硬度、耐磨性等参数的影响作用。利用XRD、SEM、显微硬度计、摩擦磨损试验机等手段对TC4 钛合金微弧氧化/水热涂层进行表征。研究结果表明:TC4 钛合金微弧氧化/水热涂层相组成主要由锐钛矿型TiO2和羟基磷灰石组成。经过水热处理后合成液中La3+进入到复合涂层中，参与涂层反应。随着La(NO₃)₃掺杂量增加，获得的复合涂层中羟基磷灰石相含量先增加后降低。当La(NO3)3掺杂量超过24 mmol/L时，涂层表面变得更为光滑。TC4 钛合金微弧氧化/水热涂层的显微硬度先降低后增加，且其摩擦系数先增大后减小。当La(NO₃)₃掺杂量达到24 mmol/L 时，涂层的显微硬度达到最小值，约为271.8 HV9.8 N；涂层摩擦系数达到最大值，约为0.8～0.9。

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纳米BN 颗粒对7075 铝合金微弧氧化膜结构及耐磨性能的影响

杨帆, 齐玉明, 傅文恺, 黄鑫, 崔学军

材料保护. 2023, 56(7): 17-24. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2023.0156

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为提高7075 铝合金表面的耐磨性能，在掺杂纳米BN 颗粒的电解质溶液中通过微弧氧化技术构筑铝合金表面硬质陶瓷涂层。利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X 射线衍射仪(XRD)、光电子能谱仪(XPS)、粗糙度仪、显微硬度计、摩擦磨损试验机等表征方法，研究了加入纳米BN 颗粒对微弧氧化过程起弧电压及涂层的表面形貌、孔隙率、物相组成、厚度、粗糙度、显微硬度、摩擦磨损性能的影响。结果表明:涂层主要由α-Al2O3相和γ-Al2O3相组成；纳米BN 颗粒提高了起弧电压，增加了涂层的厚度、粗糙度、硬度；当添加0.3 g/L 纳米BN 颗粒时，所得微弧氧化涂层的综合性能最佳。此时涂层中的微孔数量少、孔径小，致密度高，其表面孔隙率从未添加的6.617%降到3.518%；硬度达到最高值916.7 HV10 N，厚度20 μm，粗糙度2.38 μm；摩擦系数降低至0.7，磨损率降低至7.84×10-5 mm3/(N·m)

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钛合金微弧氧化涂层等离子体电解去除工艺与作用机制

邹永纯, 王树棋, 王亚明, 陈国梁, 张凯伟, 欧阳家虎, 贾德昌, 周玉

材料保护. 2023, 56(7): 25-30. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2023.0157

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微弧氧化涂层在制备及服役过程中出现生长不均匀或表面磨损剥落现象，需将其去除以达到二次制备再利用的目的。针对高结合强度微弧氧化涂层难去除的瓶颈问题，提出了一种等离子体电解涂层去除(Plasma Electrolytic Removal，PER)新技术。对比分析不同电压下涂层去除速率、厚度变化及不同时间下涂层去除后微观形貌发现，当施加电压260 V 时，涂层去除效率最低，经过11 min 后涂层全部去除；当电压升至320 V 时，涂层全部去除仅需6 min，这归因于大的施加电压，更容易产生多且稳定的等离子体放电通道，实现微弧氧化涂层快速去除；基于此进一步提出了等离子体电解涂层去除的剥离、减薄与溶解协同作用机制。该工艺去除效率高、绿色环保，在航空航天、医疗器械等领域具有广阔的应用前景。

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TC4 合金微弧氧化涂层的组织结构与高温氧化行为研究

赵昕睿, 王树棋, 付博达, 陆寅松, 邹永纯, 陈国梁, 王亚明

材料保护. 2023, 56(7): 31-37. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2023.0158

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为了提高TC4 合金的高温抗氧化性能，采用微弧氧化方法在NaAlO2+ Na3PO4电解液体系中，于钛合金表面制备抗氧化陶瓷涂层。通过XRD、SEM、EDS 等方法，表征涂层的相组成和微观结构，用纳米压痕仪测试涂层硬度与弹性模量，并研究了微弧氧化涂层的抗高温氧化及抗热震性能。结果表明:微弧氧化涂层表面多孔，涂层以Al2TiO5和金红石型TiO2相为主。微弧氧化涂层的纳米硬度为(7.8±0.6) GPa，显著高于TC4 合金[(4.0±0.2)GPa]。微弧氧化涂层在700 ℃循环氧化80 h 后，单位面积增重仅0.73 mg/cm2，远小于TC4 合金的增重(20 mg/cm2)，表现出良好的高温抗氧化性能。经700 ℃热冲击25 次后，涂层未出现剥落现象，展现出良好的抗热震性能。由此可见，微弧氧化涂层能有效阻止氧的扩散，显著降低了钛合金基体的氧化速率，改善了钛合金的抗高温氧化性能。

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纳米Nd₂O₃ 对TC11 钛合金微弧氧化层耐磨性及高温抗氧化性能的影响

程赵辉, 杨巍, 张勇, 石小倩, 饶模松

材料保护. 2023, 56(7): 38-46. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2023.0159

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为了提高TC11 钛合金耐磨性及高温抗氧化性，通过添加不同浓度Nd2O3颗粒制备了Nd2O3颗粒掺杂的微弧氧化层。采用扫描电镜、X 射线衍射仪等研究了Nd2O3浓度对TC11 钛合金表面微弧氧化层微观结构、物相组成的影响，并评价了涂层的耐磨性与高温抗氧化性能。结果表明:添加Nd2O3颗粒后，膜层表面的微孔数量减少，膜层物相以金红石型TiO2和锐钛矿型TiO2为主，随着Nd2O3浓度的增加，Nd 元素在膜层中的含量逐渐增加，膜层厚度先增大后减小；在Nd2O3浓度为1 g/L 时，所制备的微弧氧化层综合性能最佳，膜层平均厚度8.68 μm，磨损失重0.43 mg，磨痕宽度598.04 μm，高温氧化增重0.139 mg/cm2。与TC11 钛合金基体和未添加Nd2O3颗粒的试样相比，添加1 g/L Nd2O3后微弧氧化层的高温抗氧化性得到显著改善，耐磨性较未添加Nd2O3颗粒时的下降。

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X65 管线钢及牺牲阳极材料在海水环境中的交流腐蚀行为研究

王宏光, 董坤, 黄浩军, 王宝森, 田念佩, 梁毅, 杜艳霞

材料保护. 2023, 56(7): 47-56. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2023.0160

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目前针对海洋环境下的管线钢及牺牲阳极交流腐蚀行为研究鲜有开展，为给海管交流腐蚀风险评判以及牺牲阳极在交流干扰下的消耗性能提供参考，通过交流腐蚀模拟试验研究了模拟海水环境中X65 管线钢、铝合金和锌合金牺牲阳极在不同交流电流密度下的交流腐蚀行为。结果表明:施加交流干扰后，X65 管线钢、铝合金牺牲阳极和锌合金牺牲阳极试样电位均发生负向偏移，且交流电流密度越大，偏移量越大；3 种材料的腐蚀速率随交流电流密度的增大而增大，但铝合金的腐蚀速率远大于锌合金和X65 管线钢；X65 管线钢在0～30 A/m2交流干扰下，呈现均匀腐蚀，当交流电流密度增大至100 A/m2时，表面出现点蚀坑；铝合金在不同交流电流密度下的表面均会产生点蚀，而锌合金材料则以均匀腐蚀为主，海洋环境中锌合金的服役性能优于铝合金。

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低含水率和温度对X80 管线钢在沈阳土壤模拟溶液中腐蚀行为的影响

张晓龙

材料保护. 2023, 56(7): 57-63. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2023.0161

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为探究低含水率和温度对X80 管线钢在沈阳草甸土土壤模拟溶液中对电化学腐蚀行为的影响，利用失重试验、交流阻抗技术、动电位极化技术方法测定其阻抗谱、极化曲线等数据并结合扫描电子显微镜(SEM)进行分析。结果表明随着含水率由10%升高至30%过程中，产物膜被破坏，从而逐渐加剧了X80 管线钢的腐蚀，生成大腐蚀坑。含水率为30%时腐蚀最为严重。以极致腐蚀性含水率(30%)进行不同温度的电化学试验发现，随着温度的升高会加速X80 钢在沈阳土壤中的腐蚀速率.室温(16 ℃)下，X80 钢的产物膜较为致密，完整性较好，覆盖均匀，对试样起到保护作用，腐蚀程度较轻；当温度逐渐升高至异常温度(65 ℃)时，试件腐蚀速率明显加快，试样表面的产物膜破损严重，完整性和均匀性都较差，腐蚀产物大面积脱落，腐蚀行为加剧。

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电磁场对2507 超级双相不锈钢腐蚀行为的影响

黄泽政, 唐楚天, 黄仲佳, 毛飞雄, 高慧杰, 陈凯, 俞国军

材料保护. 2023, 56(7): 64-69. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2023.0162

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针对海洋用脐带缆用2507 超级双相不锈钢的电磁场腐蚀行为，利用动电位极化、电化学阻抗谱及Mott-Schottky 分析，研究电磁场变化对2507 超级双相不锈钢在模拟海水中电化学性质的影响；采用SEM 及EDS分析2507 超级双相不锈钢的腐蚀形貌及产物。结果表明:电磁场会促进2507 超级双相不锈钢在3.5%NaCl 溶液中的腐蚀；随着电磁场强度的增加，自腐蚀电位下降，阻抗降低，腐蚀加剧；2507 超级双相不锈钢在3.5%NaCl 溶液中形成的钝化膜半导体产生P-N 转化，励磁电流越大，转化电位越负。

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渗铜对QT500-7 组织及性能影响的研究

谷娆, 刘凤国, 娄长胜

材料保护. 2023, 56(7): 70-76. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2023.0163

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为提高QT500-7 的表面力学性能，采用固体渗金属方法在其表面制备渗铜层，利用金相显微镜、扫描电镜、硬度计研究了铜在其中的扩散行为及其对组织和硬度的影响。根据计算结果可知，随着处理温度的升高，球铁基体相中的Cu 固溶度随之提高，在1 173 K 温度下固溶度可达0.56%(质量分数)，铜在球铁中的扩散距离随扩散温度的升高、扩散时间的延长而增大，在1 173 K 保温8 h 的条件下其理论扩散深度为23 μm。试验结果表明:Cu 在QT500-7 中的扩散抑制了珠光体转变阶段铁素体晶粒的长大，使珠光体的含量增多，铜向球铁中的扩散使得制备的渗铜层处石墨数量增加，缩小了与其心部石墨数量的差距。观察到的扩散层深度为40 μm，较铜向铁的完整晶体的理论扩散距离有所增大。而球铁表面制备的渗铜层硬度较原始试样的略有提高。

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高含Cl-环境下pH 值对904L 不锈钢腐蚀行为的影响

张红, 李元隆, 王杰, 金杰, 樊学华, 杨蒙

材料保护. 2023, 56(7): 77-82. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2023.0164

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为了获得904L 不锈钢在高含Cl-不同pH 值环境下的耐蚀性能，通过循环极化曲线、电化学阻抗谱、奥林巴斯共聚焦显微镜、扫描电子显微镜(SEM)及能谱分析(EDS)研究了904L 奥氏体不锈钢在不同pH 值的100 g/L NaCl 溶液中的腐蚀行为。结果表明:904L 不锈钢的耐蚀性随着pH 值的升高而提高，EIS 由2 个容抗弧组成，容抗弧半径随着pH 值升高而增大，且容抗均在一个数量级；较低的pH 值条件能够增强Cl-对钝化膜的破坏性，随着pH 值的降低，材料的钝化区范围降低，当pH＝2 时，材料表面出现轻微点蚀。

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定边油田注水区CO₂ /O₂对J55 油管钢腐蚀行为的影响研究

李楠, 袁青, 白耀文, 尹志福, 罗莹, 高小燕, 张雁婷

材料保护. 2023, 56(7): 83-89. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2023.0165

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为明确定边油田注水区油井采出液中含有的大量侵蚀性CO2和O2对油管钢腐蚀行为的影响，并揭示其腐蚀特征，通过动电位极化曲线和电化学交流阻抗测试方法，结合现场腐蚀挂环监测方法，研究了油田注水区J55 油管钢在模拟油井采出水以及饱和CO2/O2模拟油井采出水中的电化学腐蚀行为，通过失重法计算了试样的腐蚀速率并分析了试样的腐蚀形貌特征和产物成分。结果表明:CO2和O2促进了阴极去极化作用，饱和CO2/O2显著增加了J55 油管钢的腐蚀电流密度；环境温度的升高加速了反应动力学，使得腐蚀电流密度显著增大，但弱化了CO2和O2的侵蚀作用；25 ℃时试样在含饱和CO2/O2模拟油井采出水环境中的低频区出现了感抗特征，60 ℃时试样在2 种介质环境中的低频区均呈现Warburg 扩散阻抗特征；现场油井上部油管比下部油管的腐蚀程度轻，腐蚀产物主要为铁的氧化物以及氢氧化物。

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L245 无缝钢管在4 MPa 氢气环境下的氢脆敏感性研究

杜培恩, 宋卫臣, 刘智, 付国强, 李拔, 汪兵, 刘清友

材料保护. 2023, 56(7): 90-97. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2023.0166

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为了考察低钢级管线钢在中压氢气环境下的氢脆敏感性，采用光滑和缺口试样慢拉伸试验方法，结合宏观和微观断口表征与分析，研究了L245 钢在空气和4 MPa 氢气中的氢脆敏感性。结果表明:L245 钢光滑试样在4 MPa 氢气中慢拉伸的抗拉强度、断面收缩率和延伸率的损失率分别为5.2%、4.8%和-0.1%，而缺口试样在4 MPa 氢气中慢拉伸的抗拉强度、断面收缩率和拉伸位移的损失率分别达到19.1%、45.6%、15.4%，即发生了氢脆。L245 钢光滑试样在空气介质中的慢拉伸断裂方式为韧性断裂；开缺口后起裂源开始于缺口位置，然后以准解理断裂的方式向内部扩展，加速试样断裂过程，但整体仍然表现为韧性断裂。相比之下，当L245 钢光滑试样在4 MPa 氢气环境中时，会在颈缩位置产生裂纹源；开缺口后，从缺口位置向内部产生的准解理断裂区域显著增加，使得断裂过程急剧加快，而心部则发生了氢致韧断。开缺口后L245 钢在4 MPa 氢气中的断裂方式为准解理断裂与氢致韧断相结合。

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钢筋石笼筋材在干湿循环盐环境中的腐蚀行为研究

韩晓亮, 唐维斌, 南雪丽, 魏定邦, 王海林

材料保护. 2023, 56(7): 98-104. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2023.0167

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为了探究钢筋石笼筋材在干湿循环盐环境中的抗腐蚀性能，采用干湿循环加速腐蚀试验，研究了HPB300 普通钢、NH400 耐候钢及NS142、NS336 2 种耐蚀钢在干湿循环盐雾[5%(质量分数)NaCl 溶液]腐蚀环境下的失效行为。通过腐蚀失重法、XRD、SEM 和电化学测试等方法研究了4 种钢在干湿循环盐溶液介质中的腐蚀速率变化规律、物相、形貌结构及其电化学特性，对比分析了4 种钢在模拟加速环境中的耐蚀性能及力学性能变化。结果表明:在5%NaCl 溶液腐蚀介质中加速循环105 周期后，HPB300 钢和NH400 钢的腐蚀速率显著高于NS142 和NS336，且自腐蚀电位更负；经加速腐蚀试验后，HPB300 钢的抗拉强度已经无法满足钢筋石笼筋材的应用要求，但NH400、NS142、NS336 的抗拉强度仍满足服役条件。因此，NS142 及NS336 2 种耐蚀钢更适合应用于盐雾腐蚀环境下钢筋石笼的筋材。

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海上油气田油套管用材110Cr13S 适用性研究

蒋东雷, 余意, 王恒, 刁欢, 肖谭, 王应好

材料保护. 2023, 56(7): 105-109. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2023.0168

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为评价110Cr13S 油套管钢在海上油气田开发工程中的适用性，采用暴露腐蚀试验、原位电化学测试、应力腐蚀测试研究了110Cr13S 钢在模拟深水油气田井下高温、高压、CO2与H2S 共存腐蚀环境中的腐蚀行为。利用扫描电镜、能谱仪、电化学工作站、慢应变速率拉伸试验机测试了110Cr13S 油套管钢在温度为129.5 ℃，H2S 分压为358 Pa 以及CO2分压为2.754 MPa 条件下的腐蚀形貌、腐蚀产物成分、电化学行为及慢应变速率拉伸曲线。结果表明:在模拟深海油气田井况条件下，110Cr13S 钢的平均腐蚀速率为0.004 4 mm/a，试样表面生成了结构致密完整的钝化膜，具有较好的耐蚀性和优异的抗硫化物应力腐蚀开裂性能，110Cr13S 油套管钢适用于深水、高温、高压、CO2与H2S 共存条件下的油气井开发油套管选材。

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抗剥落金属基可磨耗封严涂层结构匹配制备研究

刘光磊, 石秋生, 李广荣, 杨冠军

材料保护. 2023, 56(7): 110-118. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2023.0169

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新一代航空发动机对推重比提出更高的要求，而发动机叶尖与机匣的间隙是影响发动机效率的关键因素之一。在机匣内壁制备可磨耗封严涂层能有效减小气流泄漏、避免叶尖与机匣碰磨，从而使发动机高效、安全地运行。可磨耗封严涂层通常具有高孔隙率，然而高孔隙率易降低可磨耗面层/陶瓷隔热层界面强度，引发可磨耗涂层整体剥落。为此，开展可磨耗封严面层/陶瓷隔热层界面结构匹配设计，在保证涂层可磨耗封严功能的基础上，增强二者界面抗剥落能力。首先，通过数值分析方法发现，可磨耗层/陶瓷层界面处孔隙特征尺寸和孔隙率增加均会加剧可磨耗层沿界面剥落的风险。进一步，提出可磨耗封严涂层的结构匹配设计，即在靠近界面处增加抗剥落过渡层。最后，通过模拟和试验相结合，优化抗剥落过渡层厚度，证实过渡层可显著延长体系的服役寿命。

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植酸和唑类衍生物复合转化膜的制备及其机理研究

杨忠钰, 卞达, 赵永武

材料保护. 2023, 56(7): 119-126. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2023.0170

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为改善植酸单独使用时难以在铜表面形成完整且致密转化膜的问题，采用浸渍法在铜表面制备含植酸(PA)和不同唑类衍生物的转化膜，利用接触角测试仪、电化学工作站、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)表征了转化膜的疏水性、耐腐蚀性、表面形貌及成分，使用X 射线电子能谱仪(XPS)对耐蚀性能最佳的PA+BTA 转化膜的成膜机理进行分析。结果表明:加入不同唑类衍生物所形成的转化膜的耐腐蚀性提高，其中加入苯并三氮唑(BTA)和植酸的转化膜的接触角达到最大值(135.51°)，腐蚀电流密度达到最小值(2.050×10-7 A/cm2)，阻抗值超过90 kΩ；观察PA+BTA 转化膜的SEM 形貌发现，该转化膜在铜基底表面分布均匀且致密；对PA+BTA 转化膜进行XPS 谱分析，发现PA 和BTA 均参与了转化膜的形成，在铜基底表面生成了PA-Cu 和BTA-Cu 配合物，能有效保护铜基底。

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C/C 复合材料表面Ni 涂层的制备及性能研究

杜超凡, 王珊, 宋生宏, 沈耀邦, 齐祖兴, 鞠昌健

材料保护. 2023, 56(7): 127-134. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2023.0171

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石墨材料作为单晶炉热场常用材料，直接影响单晶硅的生长速率和质量。采用C/C 复合材料代替单晶炉中石墨材料存在易氧化的缺陷，为此，利用电镀法在C/C 复合材料表面制备了Ni 涂层。利用正交试验确定最优电镀试验参数，通过X 射线衍射仪、扫描电子显微镜、EDS 等测试手段分析涂层的相组成、微观形貌和化学组成，并采用热冲击试验和热震性试验对所制备的涂层的抗热冲击性能进行研究。结果表明:电流密度0.4 A/dm2，电镀时间40 min，镀液温度55 ℃，pH 值6 条件下制备的涂层的耐磨性最佳。电镀处理后C/C 复合材料表面形成了一层均匀、与纤维表面结合紧密的镀层，镀层比较圆整。膜层成分中有大量Ni 元素存在。Ni 镀层提高了C/C 复合材料的抗高温氧化性能。

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熔覆电流对Inconel 625 涂层组织与性能的影响

吴栋梁, 史艳华, 乔忠立, 孟子旋, 杨静怡, 王玲

材料保护. 2023, 56(7): 135-140. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2023.0172

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为了提高合金钢表面熔覆镍基合金涂层的质量，研究工艺参数对镍基合金涂层性能的影响，采用等离子熔覆技术制备Inconel 625 涂层，利用金相显微镜、XRD 观察并测试涂层的显微组织形貌与物相组成，采用电化学方法、显微硬度测试以及摩擦磨损试验研究了熔覆电流对涂层耐蚀性能和耐磨性能的影响规律。结果表明:熔覆电流改变了Inconel 625 涂层的组织形貌和γ-Ni 相不同晶面的择优倾向，当熔覆电流为80 A 时获得组织细小、结构致密、(111)晶面择优生长的镍基合金涂层；与熔覆电流分别为60，70，90 A 条件下制备的涂层相比，该涂层的腐蚀倾向最小，腐蚀速率最低，钝化区间最大，耐蚀性能优异；Inconel 625 涂层的显微硬度值显著大于基体，当熔覆电流为80 A 时涂层的显微硬度值最大，约为基体的1.89 倍，耐磨性能最佳。

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高稳定性无氰镀银工艺研究

何光耀, 刘燕, 丁运虎, 黄朝志, 黄兴林, 王一品, 马爱华

材料保护. 2023, 56(7): 141-144. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2023.0173

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针对传统氰化镀银工艺存在的毒性及职业健康风险，开展了无氰镀银工艺研究。通过Hull Cell 试验以及对试验现象的观察比较，确定并优化了无氰镀银的工艺参数。结果表明:该工艺在35～45 ℃，pH 值为9.0～10.0，0.1～1.2 A/dm2的电流密度下，可以获得外观平整、纯度高、均匀光亮的镀银层，且镀液具有稳定性好、电流效率高等优点，具有市场应用潜力。

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改善激光熔覆镍基复合涂层耐磨性研究进展

刘英鹏, 符寒光

材料保护. 2023, 56(7): 145-156. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2023.0174

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激光熔覆镍基涂层具有结合强度高、耐磨性好的优点，在提升材料表面性能中发挥重要作用。普通镍基涂层中耐磨硬质相数量少，其硬度和耐磨性难以满足零件在恶劣环境下的使用要求。为进一步提升涂层的耐磨性，国内外学者在涂层中机械外加或原位合成硬质陶瓷颗粒，或在涂层中加入石墨烯、碳纳米管和稀土氧化物，或在工艺参数与涂层性能之间建立预测模型，使用自适应混沌差分进化算法、灰色关联分析法等算法对工艺参数进行优化，或在激光熔覆时采用辅助处理。综述了涂层成分、工艺参数和辅助处理对镍基复合涂层耐磨性的影响，并对激光熔覆镍基复合涂层的发展进行了展望。

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铝合金阳极氧化体系的现状与“新”发展

刘峻铭, 冯秋宇, 高瑞安, 齐恩亮, 冯立明

材料保护. 2023, 56(7): 157-164. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2023.0175

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汽车、动车等交通运输工具的轻量化以及我国海洋战略的实施，扩大了铝合金的应用领域，也对铝合金阳极氧化膜性能提出了更高的要求。介绍了硫酸、铬酸、草酸3 种单一酸阳极氧化体系以及硫酸-硼酸、硫酸-有机酸2 个混合酸阳极氧化体系的基本工艺、性能与用途。结合铝合金应用领域，提出了制备高耐蚀、高韧性、高膨胀系数、抗冲击阳极转化膜的实际需求，研发新的阳极氧化体系、通过阳极氧化与化学转化形成复合转化膜是实现氧化膜性能提升的根本途径。作者团队还提出了几种可行的铝合金复合氧化膜制备体系，通过试验制备了以氧化铝为主的复合氧化膜，膜层孔隙率达60%，弯曲90°基本没有裂纹，远超过普通硫酸阳极氧化膜，对进一步研发具有指导意义。

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碳钢和不锈钢在二氧化碳捕集封存与利用装置中现场挂片腐蚀性能研究

李夫济

材料保护. 2023, 56(7): 165-169. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2023.0176

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为了研究二氧化碳捕集封存与利用(CCUS)中碳捕集单元用材料的耐腐蚀性，选用Q355、304L 和316L 3 种金属材料，在火电厂胺法碳捕集单元和烟囱中的8 个典型位置进行现场腐蚀挂片试验，采用失重法计算3 种材料在8 个测试点的腐蚀速率，观察腐蚀后的宏观和微观形貌，用X 射线衍射(XRD)分析Q355 表面腐蚀产物。结果表明:304L 在烟囱内会发生露点腐蚀和点蚀；304L 和316L 在胺法碳捕集单元中腐蚀速率很低，无点蚀发生，可作为胺法碳捕集装置的选材；Q355 胺法碳捕集单元中，液相的腐蚀性整体高于气相的腐蚀性，低温富胺液的腐蚀性强于低温和高温贫胺液的腐蚀性，在富胺液中的腐蚀产物以FeO(OH)为主，在贫胺液中生成的腐蚀产物以Fe3O4为主。

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长距离输油泵扩流器焊缝失效机理研究

张明, 张伟凯, 王辉, 邱淑娟, 李士斌

材料保护. 2023, 56(7): 170-180. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2023.0177

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离心泵作为管道运输的重要工具，其安全性和使用寿命会极大制约管道运输成本。离心泵由内部转子和外部扩流器组成。其中，外部扩流器由钢板焊接而成，钢板间的焊缝作为扩流器的薄弱环节，是离心泵的一个主要失效部位。因此，以某输油站已失效扩流器为原材料，针对扩流器焊缝进行扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)和电子背散射衍射(EBSD)检测，结合3 种检测结果和扩流器工作环境，从微观结构角度分析扩流器焊缝的失效机理；根据EBSD 检测结果计算焊缝、热影响区及基体的临界位错密度ρGND，定量比较3 个位置的强度和韧性。结果表明:热影响区强度和韧性最高，基体次之，焊缝最低；夹渣、划痕和残余奥氏体等缺陷为焊缝腐蚀、开裂创造了初始条件；微裂纹在循环应力和腐蚀介质共同作用下迅速扩展，最终导致扩流器焊缝失效。本研究的成果可以为离心泵的使用和制造提供一定参考。

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油气管道交直流混合干扰的监测及分析

李强林, 钱文振, 闫茂成, 徐姗, 李春奇, 高博文

材料保护. 2023, 56(7): 181-187. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2023.0178

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某原油管道与地铁、高铁和高压输电线路等多种干扰源相邻或伴行，受杂散电流干扰严重且复杂。采用现场埋片法对管道沿线管地电位和干扰规律进行详细监测，并分析干扰特征。结果表明:管道全线受地铁、高铁及高压交流输电线路等多种干扰源交直流混合干扰；45～56 号桩管段受高压交流输电线路和高铁线路的静态和动态交流干扰，56～105 号和129～152 号桩管段受地铁线路和高铁线路的动态直流和动态交流混合干扰，105～129 号桩管段同时受地铁线路、高铁线路和高压交流输电线路混合干扰。交直流混合干扰下，管道通电电位最高达2.00 V，断电电位0.31 V；交流电压最高26 V，7 处交流电流密度高于30 A/m2，需采取干扰防护措施。

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某锅炉混合减温器入口端K 型热电偶失效断裂分析

陈丽娟, 王彦军, 覃清钰, 李原, 韦博鑫

材料保护. 2023, 56(7): 188-193. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2023.0179

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为分析研究热电偶套管断裂的原因，并对热电偶套管进行科学合理的选型，采用扫描电镜结合能谱仪、X 射线衍射仪等表面分析手段对热电偶套管断口进行综合失效分析，并对套管承受振动进行模拟计算。结果表明:套管断口表面生成腐蚀产物膜，并出现疲劳辉纹。计算结果发现套管在蒸汽作用下产生的振动频率超过了本身的固有频率，远超过了安全系数。综合分析得出由于振动变工况等综合作用下腐蚀疲劳等主因导致套管环境敏感断裂。

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2023年, 第56卷, 第7期　刊出日期：2023-07-24

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