材料保护

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贺继樊, 金津, 刘建华, 彭金方, 朱旻昊

材料保护. 2024, 57(10): 1-10. DOI：doi:10.16577/j.issn.1001-1560.2024.0218

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Inconel 718 高温合金在航空航天、燃气轮机和核电能源等领域有着广泛运用，为评价其在实际服役工况下的微动磨损性能，采用自主研制的高温微动磨损试验机开展切向微动磨损试验，研究并揭示不同环境温度下材料的微动运行行为、材料损伤响应和磨损机理。结果表明:环境温度对Inconel 718 合金微动磨损区域特性及其损伤机理有较大影响。在不同位移幅值下，随着环境温度的升高，微动磨损均向完全滑移的方向转变。微动部分滑移区的磨损机制主要为黏着磨损，且随着温度的升高黏着加剧并在600 ℃转变为混合区。对于微动混合区或滑移区，其损伤机制由较低温度(室温和200 ℃)下的疲劳磨损主导转变为较高温度(400 和600 ℃)下的黏着磨损和磨粒磨损主导，同时氧化磨损加剧。此外，环境温度的升高将不同程度加剧材料的微动损伤，其磨损率约为室温工况下的1.76 ～18.60 倍，不同位移幅值下所导致最大磨损率的温度阈值亦不尽相同。研究结果为不同服役温度下Inconel 718 合金的抗微动损伤防护提供了理论数据和应用参考。

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Mo层对锆合金表面微熔NiCr涂层的抗高温氧化机理的影响

刘耿明, 宋国庆, 薛康辉, 陈勇

材料保护. 2024, 57(10): 11-18. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2024.0219

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为提高Zr合金包壳表面涂层的抗高温氧化性，采用多弧离子镀加激光微熔(LMM)的复合技术在Zr合金包壳表面制备Mo/NiCr涂层，通过观察氧化前后的涂层SEM形貌和元素分布，以及通过XRD判断涂层成分，分析涂层抗高温氧化性能的变化。结果表明：经过激光微熔处理的涂层表面孔隙减少，Mo/NiCr涂层激光微熔的功率高于NiCr涂层激光微熔的功率，涂层表面出现非平衡凝固组织特征，随着Mo涂层的添加，在更高激光功率微熔后Zr合金的扩散位置从距涂层表面4.0μm增加到18.5μm。样品在1 000℃空气和水蒸气条件下分别氧化30 min后，Zr合金向Mo/NiCr涂层的扩散程度远低于向NiCr涂层的扩散程度，因为有Mo层作为阻挡扩散层阻挡了NiCr与Zr的相互扩散，所以O难以通过Mo层与Zr反应生成Zr₂O,并促使β-Zr向着脆性的α-Zr相转变。在涂层中，Zr₂O会成为O的扩散通道，而脆性的α-Zr相区域更容易生成Zr₂O导致扩散通道增多，极大减弱了涂层的抗氧化作用，最终导致4组检测涂层中，水蒸气氧化的LMM-NiCr涂层中O的扩散程度最深，距离涂层表面足有14.0μm,而水蒸气氧化的LMM-Mo/NiCr涂层O的扩散程度最浅，距离涂层表面仅至1.5μm。这表明Mo的添加可以提高激光微熔的功率，在激光微熔中阻挡Zr向涂层表面的扩散，在氧化中阻挡O向Zr扩散和Zr向涂层表面的扩散，间接阻止O的扩散通道出现和抑制H₂O的扩散孔隙生成，Mo的添加提高了涂层的抗高温氧化性能。

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A_l2O₃-Ce₂O₃复合薄膜对304不锈钢抗高温氧化性能的影响

马静, 王铁凝, 姜秋月, 冯志浩, 张欣, 李建辉

材料保护. 2024, 57(10): 19-26. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2024.0220

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为提高304 不锈钢的抗高温氧化性能，采用溶胶-凝胶法以异丙醇铝和CeCl3·7H2O 为原料，在304 不锈钢表面分别制备了Al2O3薄膜和Al2O3-Ce2O3复合薄膜，通过氧化动力学曲线、XRD、SEM 和EDS 分析，研究了不同Ce/Al 比例(摩尔比，下同)的Al2O3-Ce2O3复合薄膜对304 不锈钢900 ℃抗高温氧化性能的影响。结果表明，涂覆Ce ∶Al＝1 ∶10 的薄膜试样在900 ℃循环氧化100 h 后的氧化增重与氧化剥落量仅为未涂覆试样的34.1%和51.8%，抗高温氧化性能最佳。 Al2O3-Ce2O3复合薄膜降低了304 不锈钢基体表面的氧分压，有利于生成保护性的Cr2O3氧化层，有效抑制了Cr2O3的挥发；添加Ce2O3降低了氧化层中的热应力，提高了其附着力；Ce2O3起到了活性元素效应，改变了氧化膜的生长机制，因此显著提高了不锈钢的抗高温氧化性能。

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110SS油管钢在高酸性气藏环境下的腐蚀行为

陈治宇, 黄本生, 唐景黎, 左寒阳

材料保护. 2024, 57(10): 27-34. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2024.0221

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110SS 钢因其优异的耐腐蚀性能和强度，在酸性环境的气藏油管材料中被广泛应用。为深入理解其在高酸性气藏环境中的腐蚀行为，将110SS 油管挂片放置于高温高压反应釜中进行CO2/ H2S 环境模拟腐蚀实验，并利用扫描电子显微镜(SEM)、X 射线衍射仪(XRD)、能谱仪(EDS)、电化学测量等手段对其腐蚀产物形貌、腐蚀速率、物相、元素含量及电化学行为进行研究。结果表明，在72 ～168 h 腐蚀时间内，110SS 油管的腐蚀速率呈幂函数变化规律，并随着腐蚀时间的延长而降低；72 h 时试样表面出现黄褐色的点状腐蚀产物，120 h 时黄褐色腐蚀产物出现大面积脱落，以新出现的灰色腐蚀产物为主，168 h 时呈现出分布均匀的青色腐蚀产物；110SS 钢腐蚀产物主要有S、FeS1-x、Fe1-xS、FeS、Fe2O3、Fe3O4、FeCl3、FeCO3等；此外，自腐蚀电流密度随着腐蚀时间的延长而增加。研究结果有助于更好地了解110SS 油管钢在高酸性气藏环境中的腐蚀行为。

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质子交换膜燃料电池不锈钢双极板CrMoCN涂层的耐蚀性

潘国庆, 田旭

材料保护. 2024, 57(10): 35-44. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2024.0222

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为了提高316L 不锈钢双极板(SS316L)在质子交换膜燃料电池(PEMFC)中的耐蚀性，采用磁控溅射技术在其表面以不同乙炔气体流速(6，10，14 sccm)制备了一层CrMoCN 涂层。采用XPS、SEM 等对涂层样品的元素成分和表面形貌进行表征，并使用电化学测试方法测试了样品在质子交换膜燃料电池(PEMFC)的正常运行、启动/停止和长期浸泡工况下的耐腐蚀性能。结果表明:CrMoCN 涂层由CrN，Mo2N，MoC 和Cr7C3相和非晶碳组成；在恒电位极化和循环高电位极化测试中，乙炔气体流速14 sccm 制得的CrMoCN-14 涂层均具有最好的耐腐蚀性。在长期浸泡条件下，CrMoCN-14 涂层样品的电荷转移电阻为3.37×105 Ω·cm2，比SS316L 高大约1 个数量级，这意味着CrMoCN-14 涂层具有优异的化学稳定性，能够为SS316L 基材提供稳定的保护。

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磨屑对Inconel718激光熔覆合金层微动磨损行为的影响

徐志彪, 谢森, 王校益, 李德香, 吕笑文

材料保护. 2024, 57(10): 45-51. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2024.0223

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微动磨损是由紧密接触表面之间的微小振动引发的一种材料损伤现象。研究磨屑在微动磨损过程中的作用，对于揭示材料在微动磨损过程中的损伤演化具有重要意义。利用激光熔覆技术在锻造成形的Inconel 合金基材表面制备了Inconel718 合金熔覆层，采用球/平面点接触方式在多功能摩擦磨损试验机上对Inconel718 激光熔覆合金层进行微动磨损试验。试验结束后，通过分析Ft-D(摩擦力-位移)曲线和COF(摩擦系数)曲线，得到微动磨损过程中的力学动态特性；利用扫描电子显微镜(SEM)和三维形貌仪(3D)分析接触界面的损伤形态，揭示其微动磨损的主要损伤机理；运用粒径分布计算软件(Nano Measurer)对磨屑粒径分布进行统计。结果表明，磨屑粒径尺寸主要分布在1～3 μm 之间；位移幅值的大小与磨屑排出速度成正相关关系，在大的位移幅值下，磨屑体型较大，易造成磨粒磨损，而在小的位移幅值下，磨屑易堆积从而阻碍磨损的进行；在大的法向载荷下，磨屑产生速度加快并会加剧试样表面损伤，此时疲劳磨损和磨粒磨损起主导作用；而在小的法向载荷下，磨屑能减少摩擦力和摩擦系数；此外，磨屑去除与否不改变微动运行状态。

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Mg含量对Zn-xMg合金微观组织及电化学性能的影响

吴亚楠, 翟赛飞, 李忠慧, 王启

材料保护. 2024, 57(10): 52-58. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2024.0224

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锌合金具有良好的生物相容性和可控的降解速率，有望成为一种新型的可降解生物可植入金属材料。利用金相显微镜、X 射线衍射仪、电子扫描电镜、维氏硬度仪和电化学工作站研究了Mg 含量对Zn-xMg 合金(x ＝1.0，2.0，5.0，7.5，10.0，质量分数，%)显微组织演化、显微硬度、析氢和耐腐蚀性能的影响。试验结果表明:随着Mg含量的增加，晶粒尺寸逐渐减小，并在X 射线衍射谱中出现新的衍射峰，合金中生出新相Mg2Zn11；当Mg 含量达到5.0%时出现MgZn2化合物，此时晶粒由等轴状转变为取向互相交叉的树枝状，且随着Mg 含量的增加，树枝晶逐渐粗化。同时，随着Mg 含量的增加，Zn-xMg 合金的硬度呈现先增加后降低的趋势，Zn-7.5Mg 合金的硬度达到最大值(120 HV5)。 Hank’s 溶液介质中的电化学测试结果表明，Zn-7.5Mg 合金的耐腐蚀性较好，析氢性能最好。

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Q235钢和热镀锌钢在棕壤土环境中的腐蚀行为研究

姚鑫, 陈昊, 周学杰, 王靖羽, 余建飞, 张明, 吴军, 陈志坚

材料保护. 2024, 57(10): 59-67. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2024.0225

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为研究接地网设备常用金属材料Q235 钢和热镀锌钢在棕壤土环境中的初期土壤腐蚀行为，在湖北襄阳地区选取东津、乔营站内外共4 个土壤腐蚀实验点进行实验，采用宏观形貌分析、微观形貌分析、腐蚀产物分析和电化学测试等手段进行试样分析。形貌分析结果表明，襄阳土壤环境中碳钢试样腐蚀1 a 后表面为非均匀腐蚀，可见明显的麻坑状腐蚀坑，镀锌钢材料未见明显红锈且表面镀锌层未被破坏。腐蚀产物分析表明，襄阳地区棕壤土为高含水率的碱性土壤，Q235 钢土壤埋地试样1 a 后表面锈层的主要成分铁氧化物和微量的SiO2，镀锌钢表面腐蚀产物主要为锌氧化物和微量SiO2。腐蚀速率与土壤理化性质相关性分析结果表明，在襄阳土壤环境中，2 种试样土壤腐蚀速率与土壤理化性质均呈正相关，其中土壤pH 值对土壤腐蚀速率影响最为显著。电化学结果表明，镀锌钢表面镀锌层为基材提供良好的保护性，镀锌钢的腐蚀电流密度较Q235 钢小1 ～2 个数量级。综上，在襄阳地区棕壤土环境中镀锌钢材料较Q235 钢材料表现出更为优异的耐蚀性，值得注意的是，该地区土壤pH 值显著影响镀锌钢材料的土壤腐蚀速率。

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N80钢在CO₂驱油采出水中的腐蚀行为研究

解辉, 于超, 花靖, 蒋秀

材料保护. 2024, 57(10): 68-77. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2024.0226

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为研究N80 钢在生产阶段不同井深处的腐蚀行为，采用高温高压釜模拟CO2驱油后采出井的腐蚀工况，通过失重法、扫描电镜(SEM)、三维光学测量分析等方法对腐蚀产物和腐蚀形貌进行了分析。结果表明:在CO2分压为0 MPa 时，N80 钢的均匀腐蚀及小孔腐蚀速率均低于其他CO2分压下的腐蚀环境的。随着井深的增加和CO2分压的提高，N80 钢的均匀腐蚀速率总体呈现先上升后下降的趋势；在井深600 m 与2 000 m 时，最大点蚀速率与均匀腐蚀速率的变化趋势相同，在1 200 m 时最大点蚀速率随CO2浓度的增加逐渐提高；随着井深和CO2浓度的增加，N80 钢的腐蚀产物膜变得更加致密并生成以FeCO3为主的两层腐蚀产物膜。

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6061铝合金微弧氧化与激光熔覆凹凸棒石复合涂层的耐磨和耐腐蚀性能研究

冯智, 孙俊丽, 白凯元, 杨慧云, 王泽臻, 陆海林

材料保护. 2024, 57(10): 78-86. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2024.0227

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为了提高铝合金的使用寿命，以6061 铝合金为研究对象，在采用微弧氧化(Micro-Arc Oxidation，MAO)技术制备的陶瓷涂层上，使用激光熔覆技术将凹凸棒土(ATP)熔覆在其表面，从而制备MAO-ATP 复合涂层并考察其耐磨和耐腐蚀性能。通过扫描电镜(SEM)及其自带的能谱仪(EDS)分析了涂层的表面形貌以及元素组成，通过摩擦磨损试验和电化学腐蚀试验等手段，考察了涂层的耐磨性和耐腐蚀性。结果表明:MAO-ATP 复合涂层在水润滑条件下的摩擦系数比铝基体的降低了32%，比MAO 涂层的降低了21%。通过耐腐蚀试验发现，MAO-ATP 复合涂层的腐蚀电位(E0)比铝基体的提高了0.145 V，比MAO 涂层的提高了0.235 V；腐蚀电流密度(J0)比铝基体的降低了2 个数量级，比MAO 层的降低了1 个数量级，有效提高了铝合金的耐磨性和耐腐蚀性，有望拓展铝合金的应用领域。

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航空超高强度钢表面防护技术的研究进展

杨成, 叶兵, 马越, 张懋达, 安明东, 高强, 周飞

材料保护. 2024, 57(10): 87-101. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2024.0228

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超高强度钢同时具有高强度和高韧性，是航空航天领域的重要承载构件，在飞机起落架、主梁、传动件、承力螺栓等领域有着广泛的应用。由于其使用时经常暴露在海洋大气环境下，腐蚀现象比较严重，通过对其进行表面保护，可以有效地改善其耐蚀、耐磨等性能，延长相关零件的使用寿命。针对目前常用的几种表面防护技术(热喷涂、真空镀、电镀、化学镀、表面组织转化、激光熔覆、离子注入等)，综述了这些表面防护方法对不同超高强度钢耐磨、耐蚀、氢脆、疲劳等方面的影响，分析了这些防护方法的优缺点，并对其今后的发展方向进行了展望。

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硫酸盐还原菌对船体钢材的腐蚀及防护研究进展

蹇科, 林莉, 付磊, 王正国, 罗云蓉, 杨航

材料保护. 2024, 57(10): 102-111. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2024.0229

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海水是一种复杂的电解质溶液，其中富含各类腐蚀性微生物。海洋环境中广泛存在的硫酸盐还原菌(SRB)常附着在船体构件表面引发金属微生物腐蚀，进而加速钢材的腐蚀失效。为更好地了解船体钢材在海洋环境中的微生物腐蚀行为及防护措施，对船体钢材在各种服役环境下的微生物腐蚀特点进行归纳总结，并分析硫酸盐还原菌对金属的微生物腐蚀机理；阐述了海洋腐蚀研究常用的评价技术和分析方法；从钢材本身和服役环境两方面入手，进一步概括了各种SRB 腐蚀防护手段的优点和不足；最后提出对未来海洋SRB 腐蚀研究的展望，旨在为船体钢材的海洋SRB 腐蚀防控提供理论参考。

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油气田注入井况中管材氧腐蚀的研究进展

宋文文, 谢俊峰, 赵密锋, 袁军涛, 谭凤玲, 付安庆, 李轩鹏

材料保护. 2024, 57(10): 112-117. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2024.0230

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油气田注入井况中管材腐蚀问题突出，造成油气行业严重的资源浪费及安全隐患，而氧腐蚀已成为导致管材穿孔失效的主要原因之一。综述了近年来油气田注入环境中管材氧腐蚀的研究进展，重点关注了注入井况、注入参数(如工艺条件、温度、含氧量、流速等)对金属材料氧腐蚀的影响，探讨了氧腐蚀的机理及防护方法，并分析了目前研究中存在的不足。结合油气田工程需求，对未来该领域的研究工作提出了建议。

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LaFeO₃/8YSZ复合涂层热物理参数测试及应力场分析

曹博然, 谭正澳, 何永香, 胡延浩, 许宇胜, 郭宏, 戴翠英, 周哲, 王杰, 黄文质, 李沙, 左劲旅, 毛卫国

材料保护. 2024, 57(10): 118-125. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2024.0231

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大气等离子喷涂工艺制备的热障隐身一体化涂层材料在航空发动机热端部件上有着重要的应用前景。针对LaFeO3/8YSZ 复合涂层大气等离子喷涂工艺参数优化问题，首先制备了纯LaFeO3涂层，并完成了1 150 ℃下涂层热物理参数高温表征；建立了LaFeO3/8YSZ 复合涂层有限元模型，重点分析了制备温度和涂层厚度比对样品残余应力的影响。结果表明:随着制备温度的升高，LaFeO3和8YSZ 涂层的面内压应力逐渐增大；LaFeO3涂层面内应力从150 ℃时的-96 MPa 变化到250 ℃时的-152 MPa，类似地，8YSZ 涂层面内应力从-48 MPa 增大到-86 MPa；压应力状态有利于延长涂层在高温服役环境下的使用寿命。由于LaFeO3的热膨胀系数与8YSZ 接近，在给定涂层总厚度为1.0 mm 的条件下，LaFeO3/8YSZ 厚度比的变化对双层涂层的残余应力的影响不大。

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化学气相沉积Cr/DLC薄膜对Mg-Gd-Y合金耐蚀性能的改善

何明格, 刘文博, 杨柳青, 贺秋云, 张明友, 袁艺绮, 杨川琴, 何博

材料保护. 2024, 57(10): 126-133. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2024.0232

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Mg-Gd-Y 合金作为一种优秀工程材料在石油天然气勘探开发中具有广泛应用。为了改善其在井下工作服役时的耐蚀性能，研究了以Cr 为过渡层的类金刚石薄膜(DLC)对Mg-Gd-Y 合金耐蚀性能的影响。采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)法制备了以Cr 元素为过渡层的类金刚石薄膜，采用拉曼光谱分析DLC 膜层的碳结构类型，采用3.5%(质量分数)NaCl 盐雾腐蚀试验、电化学极化测试及接触角测试评价了试样的耐蚀性能，采用SEM 分析了试样腐蚀前后的表面形貌及断面形貌。结果表明:由拉曼光谱检测数据计算得出，Cr/DLC 薄膜的ID/IG值为0.64，说明膜层中sp3杂化键所占比例较多，且组织致密，因此Cr/DLC 薄膜在3.5%NaCl 溶液中的腐蚀倾向和腐蚀速率降低。 Cr/DLC薄膜有效提高了镁合金基体的耐蚀能力。

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2198铝锂合金稀土铈化学转化膜的制备及耐蚀性研究

柳绍鑫, 王赫男, 马雪菲, 冯长杰

材料保护. 2024, 57(10): 134-143. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2024.0233

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2198 铝锂合金具有较高的比强度及比刚度，在航空航天领域有广泛应用，但其局部腐蚀敏感性较高，需进行适当的表面处理以提高其耐蚀性能。通过化学浸泡法将2198 铝锂合金放入0.02 mol/L CeCl3＋0.029 mol/L H2O2水溶液中分别处理20、60 min，在其表面获得了稀土化学转化膜。使用扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)观察和分析了稀土化学转化膜的形貌和成分；用X 射线光电子能谱(XPS)分析了转化膜的元素价态；通过测试动电位极化曲线、电化学阻抗能谱(EIS)和Mott-Schottky(M-S)曲线研究了稀土化学转化膜在0.1 mol/L NaCl 溶液中的腐蚀行为及耐蚀机制。结果表明:2198 铝锂合金稀土化学转化膜由Ce4＋和Ce3＋的氢氧化物和氧化物、Al3＋的氧化物和少量的单质Cu 组成，各元素在表面均匀分布；稀土化学转化膜由表面到内部氢氧化物含量减少，氧化物含量增加。处理20 min 和60 min 获得的稀土化学转化膜的厚度约为0.81 μm 和1.50 μm。在0.1 mol/L NaCl 溶液中，稀土化学转化处理能够抑制2198 铝锂合金的阴极吸氧过程，降低合金的自腐蚀电流密度，提高合金的耐蚀性；在2198 铝锂合金表面制备稀土化学转化膜能使合金的耐蚀性能提高；且与处理20 min 的试样相比，处理60 min 获得的稀土化学转化膜的耐蚀性较高。同时，稀土化学转化处理改变了合金的腐蚀机制，使与Cl-吸附相关的感抗弧消失，这是由于具有n 型半导体特征的稀土化学转化膜中的载流子密度降低，载流子密度呈现正电荷，不利于Cl-的吸附。

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硅氧烷改性聚醚胺固化剂对环氧连接漆的性能影响研究

潘学龙, 陆阿定, 孙保库, 刘霖, 张习汝, 张海春

材料保护. 2024, 57(10): 144-151. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2024.0234

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为了解决低表面能防污面漆与常规防腐底漆之间匹配应用性能较差的问题，利用低表面能防污面漆的物理特性及活性基团特征，制备硅氧烷改性聚醚胺固化剂；以常规环氧连接漆配方为基础，通过探讨硅氧烷改性聚醚胺固化剂对连接漆的微观形貌、邵氏A 型硬度、静态水接触角、附着强度的影响，确定专用连接漆中硅氧烷改性聚醚胺固化剂的添加量；将专用连接漆与低表面能防污面漆结合后，测试了体系的FIIR 谱，对体系进行了耐甲苯/氨溶液浸泡和浅海浸泡性能测试，探究了专用连接漆的界面反应机理及实海应用性能。结果表明:硅氧烷改性聚醚胺固化剂的胺氢当量为200～300，旋转黏度为180 ～250 mPa·s(25 ℃)，硅氧烷改性聚醚胺固化剂可显著提高专用连接漆的自流平性能、降低邵氏A 型硬度、增大静态水接触角、增强各漆膜间的相容性；当硅氧烷改性聚醚胺固化剂添加质量分数为6%时，可实现与防污面漆的最佳连接效果，附着强度达2.1 MPa 左右，且相互间为稳定牢固的化学键合，浅海浸泡试验结果明显优于常规环氧连接漆。本研究结果可有效解决低表面能防污面漆与底漆之间的配套问题，延长防腐防污涂层整体的使用寿命。

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超高速激光熔覆制备M2涂层的组织结构与性能研究

王景诗, 葛成杰, 张勤号, 任潞, 陈秀勇, 所新坤

材料保护. 2024, 57(10): 152-161. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2024.0235

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超高速激光熔覆技术作为一种新型的表面工程技术，具有快速加工、精密控制、热影响小等优点，适用于多种材料表面的涂层制备。为了研究熔覆速度对M2 涂层组织结构和性能的影响，利用超高速激光熔覆技术在Q235 钢表面制备了M2 涂层。利用扫描电子显微镜、X 射线衍射仪、硬度计、摩擦磨损仪、电化学工作站分别测试了涂层的微观组织、物相组成、硬度、耐磨性和耐腐蚀性。结果表明:熔覆速度为1.2 m/min 时，涂层与基体结合无缝隙，显微硬度为757.1 HV，摩擦系数为0.448，腐蚀电流密度Jcorr为1.98×10-6 A/cm2；随着熔覆速度的提高，涂层与基体结合处出现缝隙，晶粒减小，稀释率减小，硬度增大，摩擦系数减小；当熔覆速度为40.0 m/min 时，涂层与基体结合处出现较大裂纹，此时晶粒等效平均直径为1.76 μm，稀释率为6.8%，平均显微硬度828.1 HV，平均摩擦系数为0.345，腐蚀电流密度Jcorr为1.26×10-7 A/cm2。熔覆速度对超高速激光熔覆涂层的宏观形貌和性能的影响较大。随着熔覆速度的增大，涂层区域出现裂纹。随着熔覆速度的提高，涂层的晶粒等效直径减小，硬度、耐磨性、耐腐蚀性均提高。各涂层的物相组成均为马氏体、残余奥氏体和碳化物。本工作为M2 高速钢涂层的制备和参数优化提供了理论依据。

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基于壬酸复配的绿色气相缓蚀剂及其性能研究

王佳, 刘心悦, 卢立新

材料保护. 2024, 57(10): 162-167. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2024.0236

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气相缓蚀技术在金属腐蚀防护中发挥着重要作用，研发新型环保且高效的气相缓蚀剂配方具有重要意义。以10 钢为研究对象，开展壬酸与钼酸钠双组分复配，通过失重试验探究其气相缓蚀效果，采用电化学工作站、水接触角测试仪、白光干涉形貌仪、扫描电镜、能谱仪对电化学和失重试验后的金属表面腐蚀情况进行分析。结果表明:复配缓蚀剂是一种阳极缓蚀剂；与单组分比较，不同比例的壬酸与钼酸钠复配剂的缓蚀效果均得到提高；壬酸与钼酸钠复配优化能发挥协同作用，当复配比例(质量比)为7 ∶3 条件下，其缓蚀效率达92.89%，试样金属表面水接触角为112.6°并形成了疏水保护层，显著抑制了Fe 的溶解和氧化产物生成，有效降低了金属表面粗糙度。

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基于清洁生产的铝合金阳极氧化液资源化技术研究

郑浩清, 魏喆, 魏立安

材料保护. 2024, 57(10): 168-174. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2024.0237

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为了延长铝合金阳极氧化液使用寿命，减少污染物的产生，采用离子交换树脂回收铝合金阳极氧化液中的铝资源。以单因素试验为基础，采用响应面优化试验优化树脂吸附和再生工艺参数，同时利用响应面软件Design-Expert8.0.6 进行试验设计和模型分析。结果表明:树脂吸附铝离子最佳条件为反应时间10 min、树脂用量360 g/L，铝离子交换率为68.35%；树脂再生最佳条件为再生液浓度4.15%、再生液用量8.57 mL/g、再生时间30 min，树脂再生率为91.07%；树脂经多次循环使用，铝离子交换率和树脂再生率可保持在53%和84%左右。

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某跨海悬索大桥主缆腐蚀环境在线监测系统设计及试验研究

张毅, 周遇袁, 赵梦瑶, 刘心怡, 马小泽, 董泽华

材料保护. 2024, 57(10): 175-181. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2024.0238

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主缆是悬索桥的生命线，悬索桥主缆腐蚀或断丝直接关系到桥梁运行安全和服役寿命。采用精密电阻腐蚀监测探头、低功耗数据采集器、温度补偿和无线组网技术，在深中通道伶仃洋跨海悬索桥主缆气夹内安装了14套腐蚀监测传感器。探头以主缆裸钢丝为测试元件，实时监测气夹内高强钢丝的腐蚀速率和腐蚀量，并据此建立了一套分布式主缆腐蚀无线监控网络。通过5 个月的腐蚀监测现场试验，发现下游主缆的腐蚀速率明显高于上游，且最严重区出现在主缆最低跨部位，其平均腐蚀速率高达147.91 μm/a。这表明桥梁建设初期由于主缆除湿除盐装置没有启动，主缆内残留的盐粒和水汽会引起主缆严重腐蚀。根据所建立的主缆内腐蚀数据可视化在线监测系统，可为主缆防护方案的优化提供指导，保证大型悬索桥的运行安全。

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激光熔覆层在生物质电站环境下的高温腐蚀行为研究

杨二娟, 杨兰, 王彩侠, 王艳松, 李勇, 刘福广, 刘刚

材料保护. 2024, 57(10): 182-189. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2024.0239

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与煤炭、天然气等燃料相比，生物质发热值低，含有更多种类且浓度更高的腐蚀性介质，燃烧后产生大量含氯、硫腐蚀气氛及其金属熔盐，导致生物质焚烧余热锅炉受热面高温腐蚀问题严重。现有在管材表面堆焊镍基耐腐蚀合金的技术尽管可显著提高管道服役寿命，但存在工作效率低、不适合现场施工、管道热变形等诸多问题。对此，采用常规激光熔覆、高速激光熔覆2 种工艺在TP347H 耐热钢表面制备了Inconel 625 耐高温腐蚀涂层，对比研究了TP347H 耐热钢熔覆Inconel 625 合金涂层前后的长期高温腐蚀特性。采用扫描电镜(SEM)表征了制备态和500 h 高温含氯腐蚀后的覆层显微组织；采用增重法定量评价了覆层前后TP347H 耐热钢的耐腐蚀性能。结果表明:优化工艺参数条件下常规激光熔覆、高速激光熔覆制备覆层组织致密，2 种覆层与基材结合强度分别为362.4 MPa 和217.3 MPa，覆层稀释率分别为5.4%和0.9%。腐蚀增重结果表明，550 ℃模拟腐蚀条件下，激光熔覆、高速激光熔覆Inconel 625 合金覆层的腐蚀速率分别约为TP347H 耐热钢基材的17%和8%。 650 ℃模拟腐蚀条件下，激光熔覆、高速激光熔覆Inconel 625 合金覆层的腐蚀速率分别约为TP347H 耐热钢基材的11%和7%。

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保温层材质对供热管道Q235钢腐蚀行为的影响研究

陈飞, 胡亚博, 龚潇雨, 王力

材料保护. 2024, 57(10): 190-196. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2024.0240

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供热管道表面保温材料会显著影响水汽渗透和腐蚀性离子扩散，最终影响热力管道腐蚀。为此，针对4 种保温材料(聚氨酯、泡沫玻璃、2 种市售气凝胶)下Q235 钢热力管道的腐蚀行为规律展开研究。结果表明，泡沫玻璃表面的接触角约为43.8°，小于聚氨酯、气凝胶保温层(180°)，表面更容易被水浸润，周浸条件下泡沫玻璃包覆的Q235 钢的腐蚀速率最快，约为153.1 mg/(dm2·d)，明显高于聚氨酯包裹试样的124.3 mg/(dm2·d)，2 种气凝胶包裹下试样周浸试验后腐蚀速率最小，分别为96.73，109.43 mg/(dm2·d)。泡沫玻璃包覆下的表面腐蚀最严重，除锈后表面凹坑最多。 Q235 钢在4 种保温材料下的腐蚀产物主要为Fe3O4，并含有少量Fe(OH)(SO4)(H2O)5和FeCl2(OH)4。

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烷氧基化咪唑啉阻锈剂对钢筋混凝土性能的影响

王亚茹, 杨振声, 杨健, 李壮壮, 石娜娜, 陈龙

材料保护. 2024, 57(10): 197-207. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2024.0241

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在海洋环境下钢筋混凝土结构因氯离子的腐蚀会过早破坏，添加阻锈剂可以提高钢筋混凝土的性能。通过电化学极化曲线及阻抗测试评价了不同添加量的烷氧基化咪唑啉阻锈剂对Q235 碳钢在不同温度含3.5%(质量分数)NaCl 的饱和Ca(OH)2溶液中的阻锈性能，通过对混凝土的性能测试，研究了该阻锈剂对钢筋混凝土性能的影响。结果表明，烷氧基化咪唑啉阻锈剂的阻锈性能随着腐蚀体系温度的升高而增强，当阻锈剂添加量为40 g/L、测试温度在35 ℃时，阻锈效果最佳；并且该阻锈剂具有一定的引气性，能够增加混凝土的坍落度，降低水泥净浆的凝结时间，减小对水泥净浆流动度的影响，提高混凝土的力学性能及抗氯离子渗透性能。烷氧基化咪唑啉阻锈剂的加入改善了混凝土的内部结构，提高了混凝土的耐久性。

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铁磁性腐蚀产物对管道漏磁内检测的影响分析

祝兴辉, 胡朋, 孟祥吉, 吕坦, 国滨, 陈金忠, 周德敏

材料保护. 2024, 57(10): 208-212. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2024.0242

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漏磁内检测是一种高效识别长输管道本体缺陷的检测方法，但某些腐蚀点(如杂散电流腐蚀)含有大量铁磁性腐蚀产物，会影响缺陷处漏磁场的溢出，导致检测的数据评价偏小，甚至出现漏检。从漏磁内检测的基本原理出发，阐述了缺陷处漏磁场产生的原因，结合牵拉试验和实际工程案例，说明了铁磁性腐蚀产物对腐蚀缺陷处漏磁场的溢出具有一定的阻碍作用，为今后加强该类型缺陷的识别，提高管道漏磁内检测的检测效果提供技术支撑。

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2024年, 第57卷, 第10期　刊出日期：2024-10-15

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