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2026年, 第59卷, 第5期　
刊出日期：2026-05-15

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电弧喷涂涂层性能优化研究进展

刘世豪, 张鑫, 周志丹, 贾丹, 杜三明, 张永振

2026, 59(5): 1-18. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2026.0066

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电弧喷涂技术是表面工程领域重要技术手段之一，在工业耐腐蚀、耐高温、耐磨等领域具有显著优势。近年来电弧喷涂技术在工艺参数优化、组分设计、模拟仿真及后处理工艺等方面取得了重要研究进展。研究发现，通过精确调控喷涂电流、电压、雾化空气压力等关键参数，结合多元合金组分设计，可显著提升涂层的致密性、结合强度及耐腐蚀、耐高温、耐磨等性能；通过建立三维气流场模型、有限元等数学模型进行数值模拟，为观察熔滴速度、雾化气流、涂层温度场分布及微观结构提供了有效理论支撑；经封孔处理、激光重熔等后处理工艺处理后的涂层，其微观结构得到明显改善。最后，指出孔隙率控制、工艺稳定性等问题仍需突破，未来将人工智能和电弧喷涂相结合，更有利于研究改善电弧喷涂涂层的性能。
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水下粘接及层间水去除策略综述

赵道翔, 马宁, 刘长威, 李刚, 崔宝军, 宋军军, 杨杰, 杜明, 郑帅

2026, 59(5): 19-34. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2026.0067

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胶粘剂作为一种必需品，给日常生活、科研和生产等带来极大便利。然而，环境中的水限制了胶粘剂的使用。一方面基材与胶粘剂间分子水层的存在阻止二者直接接触，导致胶粘剂难以在基材表面完成浸润和铺展。另一方面，水分子通过氢键与胶粘剂官能团和基材表面官能团相互作用，降低胶粘剂与基材表面能，减少粘接相互作用，导致粘接强度降低甚至脱粘。同时，自然界中不乏水下粘接高手，水下仿生类胶粘剂研究方兴未艾。本文系统综述了水下胶粘剂的关键问题、粘接机理及层间水去除策略。首先，从热力学与动力学角度分析水下粘接的基本条件；其次，重点阐述通过疏水作用、吸水反应及机械装置等策略减弱或去除层间水影响；接着，介绍受贻贝等生物启发的仿生胶粘剂，包括聚氨酯、酚醛及环氧等体系的设计与性能；最后，总结当前水下胶粘剂的研究进展，并对其未来发展方向进行展望，旨在为高性能水下胶粘剂的开发与应用提供理论和技术参考。
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高能束熔覆技术在船机部件修复与再制造中的研究进展

曹翰林, 李文戈, 赵远涛, 尹志坚, 荣毅

2026, 59(5): 34-48. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2026.0068

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船舶作为海洋运输与资源开发的核心装备，其零部件在极端海洋环境下易出现腐蚀-磨损协同失效、疲劳裂纹扩展等问题，传统维修模式难以满足绿色制造需求。高能束熔覆涂层技术凭借其精准的热输入控制、低稀释率及优异的冶金结合特性，在船机零部件修复与再制造领域展现出不可替代的技术优势，已成为船机零部件修复与再制造的关键技术。系统综述了高能束熔覆技术在船机零部件修复和再制造领域的应用现状，涵盖了耐蚀耐磨合金涂层、金属基复合涂层、梯度功能涂层等材料体系，深入剖析了修复层裂纹、气孔、残余应力等质量缺陷的形成机理，总结了工艺参数优化、表面处理、复合辅助技术及数值模拟等质量控制方法，并结合典型工程应用案例展示了该技术成效。研究表明，高能束熔覆技术在船机修复领域已取得显著进展，但仍面临船舶在极端工况下多尺度损伤机制不明、复杂载荷谱下寿命预测困难、智能修复装备与数字孪生系统融合不足等挑战。
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基于聚多巴胺修饰与磁场协同电沉积镍基石墨烯镀层及其耐腐蚀性能

郑重之, 李小兵, 陈建锋, 朱兴国, 丁瑞, 黄思程, 黄龙权, 章家琪, 陈琦

2026, 59(5): 49-57. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2026.0069

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面向海洋装备防腐蚀需求，石墨烯耐腐蚀镀层得到广泛关注和应用。为了解决传统镍基石墨烯镀层中石墨烯分散性差、与基体结合强度不足等导致镀层耐腐蚀性能难以显著提升的问题，开展了基于聚多巴胺修饰与磁场协同电沉积改善镍基石墨烯镀层的研究。采用聚多巴胺修饰以优化石墨烯的分散性和结合强度，研究不同磁场施加方式及其对电沉积镍基石墨烯镀层的影响。通过场发射扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)、电化学工作站等，对聚多巴胺修饰石墨烯及复合镀层的微观结构、元素组成和耐腐蚀性能进行系统表征分析。结果表明:聚多巴胺修饰可有效改善石墨烯在水溶液中的分散稳定性，避免其发生团聚；平行磁场协同电沉积制备的镍基石墨烯镀层的耐腐蚀性能显著优于无磁场和垂直磁场条件下制备的镀层，且耐腐蚀性能随磁场强度的增大而提升，在磁场强度为20 mT的平行磁场作用下制备的镀层腐蚀电流密度最小，为13.52 μA/ cm2，表现出最佳的耐腐蚀性能。聚多巴胺修饰能够有效解决石墨烯在电沉积体系中的分散与结合难题，平行磁场协同电沉积可显著优化镍基石墨烯镀层的耐蚀性能，为高性能耐蚀镍基复合镀层的制备提供技术参考。
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钽对NiCuBSi/65WC复合涂层抗裂性能的影响

王璐凯, 孟凡森, 夏兴川, 丁俭, 王玉江

2026, 59(5): 58-70. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2026.0070

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为系统探究钽(Ta)对高碳化钨含量镍基涂层抗裂性能的影响机理，采用激光熔覆技术在42CrMo钢表面制备了不同Ta含量(0％、1％、3％、5％、7％、9％、11％，质量分数，下同)的NiCuBSi/65WC-Ta复合涂层。运用着色探伤、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、热-力耦合有限元模拟、弹性模量及断裂韧性测试等多种分析手段，研究了Ta对涂层裂纹行为、物相组成、残余应力及材料性能的作用规律。结果显示:Ta的添加对涂层抗裂性能具有显著的调节作用。宏观上，随着Ta含量从0增至7％，涂层单位面积裂纹长度由3.10 mm/ cm2降低至0.10 mm/ cm2，进一步增加Ta含量后裂纹长度回升至10.42 mm/ cm2。微观上，Ta促进了WC溶解，使得WC颗粒边缘反应层由锯齿状演变为圆润的短棒状，缓解了应力集中。模拟结果证实，添加7％Ta后涂层峰值温度梯度和峰值残余应力较未添加Ta时分别降低22.8％和27.4％，有效削弱了裂纹驱动力。在力学性能方面，随着Ta含量增加，涂层弹性模量由113 kN/ mm2逐渐升至158 kN/ mm2，断裂韧性由2.55 MPa•m1/2降至1.93 MPa•m1/2，表明裂纹敏感性随之升高。研究表明，Ta添加量为7％涂层具有最佳的抗裂性能。
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灰铸铁超高速激光熔覆WC/316L复合涂层性能的研究

陈潇宇, 杜博睿, 徐一斐, 许培鑫, 都东, 杜兵

2026, 59(5): 71-82. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2026.0071

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为了提高铸铁件在制动工况下的耐磨性，采用超高速激光熔覆(EHLA)技术在灰铸铁(HT250)表面熔覆双层涂层，第一层为316L涂层，第二层为WC颗粒增强的316L不锈钢复合涂层，研究了WC含量(5％~20％，质量分数，下同)对涂层微观组织结构、力学性能及高温摩擦行为的影响。研究表明:WC颗粒的加入，在316L晶界处弥散析出(Cr，W)23C6等复合碳化物，有效抑制奥氏体晶粒长大，显著细化涂层凝固组织；随着WC含量增加，颗粒在熔池中对液态金属的钉扎效应增强，不仅提高了形核率，还促进了更均匀的微观结构形成，抑制裂纹萌生，20％WC涂层呈现最优的增强相分布状态与组织均匀性，涂层显微硬度随WC含量增加显著提升，最高达到基体的2.5倍。500 ℃高温摩擦试验表明，复合涂层耐磨性能显著优于HT250基体，20％WC涂层体积损失率最低(0.225 9×10－4)，磨损机制从低WC含量下的氧化磨损、黏着磨损复合机制转变为高WC含量下的以磨粒磨损为主、氧化磨损为辅的复合机制。试验研究结果为开发高性能铸铁表面耐磨涂层提供了重要的理论与实验依据。
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表面织构对TiAlN薄膜在不同介质中摩擦学性能的影响

张永瑞, 唐小伟, 魏晓东, 李红轩, 刘晓红, 吉利, 孙初锋

2026, 59(5): 83-93. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2026.0072

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柱塞泵在使用过程中通常由于关键柱塞副的磨损导致使用寿命缩短及工作效率下降，现阶段单一的涂层防护手段已经无法满足防护需要。为了解决这个问题，采用超短脉冲激光表面刻蚀系统在Inconel718高温合金表面刻蚀出不同间距(120、160、200 μm)的凹槽纹理，随后使用多弧离子镀(MAIP)技术在样品表面沉积TiAlN薄膜，使用纳米压痕测试仪、划痕测试仪、扫描电子显微镜、CSM摩擦磨损试验机等设备探究了TiAlN薄膜的微观结构、力学性能以及在不同润滑介质(RP-3航空煤油、15号液压油、KG400-3极压润滑脂)下的织构化TiAlN薄膜的摩擦学性能。研究结果表明:织构纹理通过存储润滑剂和捕获磨屑来改善织构化样品的摩擦学性能。针对不同尺寸的织构间距，低黏度的航空煤油和液压油润滑剂在200 μm织构间距下表现出了更好的摩擦学性能，高黏度的润滑脂润滑剂在160 μm织构间距下具备更好的摩擦学性能。然而织构纹理不只用来提供润滑剂和捕获磨屑，当纹理密度增大时还会增大样品表面的粗糙度，对织构化样品的摩擦学性能带来负面的影响。
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贮存微型滚动轴承摩擦力矩退化规律研究

宋昱达, 王晓光, 李锦棒, 王蓓, 高晨航, 张建梅, 曾启文, 所新坤

2026, 59(5): 94-104. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2026.0073

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在航空航天等领域，部分高可靠机械系统需经历长期贮存，其执行机构须保证贮存后正常运转。轴承作为关键部件，其贮存过程中的摩擦力矩退化直接影响系统的启动和工作可靠性。针对于此，开展不同温度、湿度与氧气浓度组合条件下的微型轴承的老化试验，研究其摩擦力矩随时间的退化规律。首先研究氧气浓度对轴承摩擦力矩退化的影响。然后，开展温湿老化试验，基于老化动力学方程计算各温湿条件下的老化速率，采用Peck模型，建立轴承在常应力条件下的老化模型。结果显示，在含氧量试验中，轴承在所设置氧气浓度(10％和20％，体积分数)下的老化速率差异较小；温度和湿度对轴承老化速率影响较大。进一步的扫描电子显微镜(SEM)、能量色散谱(EDS)和拉曼光谱仪分析表明，轴承沟道表面存在氧化物，导致滚子接触界面摩擦特性恶化，是摩擦力矩退化的根本原因。采用自然贮存环境轴承在贮存6.30、8.25、12.50、14.25 a后的摩擦力矩验证模型的有效性，结果表明预测值与实际值高度一致。所构建的老化模型可准确地描述轴承摩擦力矩随时间的退化规律，为高可靠性机械系统的贮存维护提供了理论支持。
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纯镍与Ni40AA在含杂质熔融NaOH中的腐蚀行为研究

康佳, 刘欢, 陈同舟, 刘娟波, 姚洪

2026, 59(5): 105-115. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2026.0074

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针对氢氧化钠(NaOH)生产过程中的腐蚀问题，研究了纯镍(Ni)与镍基合金(Ni40AA)在含NaCl/NaClO3杂质的熔融NaOH环境中的腐蚀行为，重点揭示了不同杂质对材料腐蚀机理的影响。结果表明:Ni与Ni40AA中的Ni组分均会与NaOH反应生成NiO，合金中Cr、Fe等元素也会与熔融NaOH发生反应，使得Ni的腐蚀失重量比Ni40AA低13.9％~84.1％。进一步的机理分析表明，NaCl中的Cl－易吸附于金属表面诱发点蚀核形成，而NaClO3在高温下分解产生活性氧，促进Ni的氧去极化反应，生成由NiO与Ni2O3组成的混合腐蚀产物。电化学测试结果证明:对于Ni，NaClO3所引发的腐蚀速率可达NaCl的16.3倍，而Ni40AA则是8.8倍，表明NaClO3是影响Ni腐蚀行为的关键杂质因素。NaCl与NaClO3共存时对Ni40AA和Ni的腐蚀具有显著协同增强效应，并会在金属表面形成以点蚀核为中心的宏观蚀孔。
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基于大数据技术的车用典型金属材料在海洋大气环境下的腐蚀行为研究

袁睿, 张俊华, 杨国威, 张绪杰, 唐渝, 杨小佳

2026, 59(5): 116-128. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2026.0075

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为探究海洋大气环境下影响车用典型金属材料腐蚀的关键环境因子及其作用机制，给车辆材料选型与防护设计提供数据支撑，基于盐城大气腐蚀观测站长期暴露实验数据，利用腐蚀传感器实时采集2507不锈钢、304不锈钢、6061铝合金、T2纯铜及镀锌钢的腐蚀速率，同步监测温湿度、污染物等多维环境数据。结合大数据分析技术与机器学习算法，对材料的腐蚀行为进行昼夜及长期分析，并构建腐蚀速率预测模型。结果表明:5种材料在盐城海洋大气环境中表现出显著的耐蚀性差异:2507不锈钢、304不锈钢和T2纯铜耐蚀性优异，6061铝合金发生点蚀，镀锌钢腐蚀最为严重。实时监测表明，2507不锈钢、304不锈钢、T2纯铜和镀锌钢的腐蚀主要集中在白天(08:00－16:00)，而6061铝合金呈现全天持续腐蚀特征。机器学习分析结果显示，湿度和温度是影响镀锌钢腐蚀速率的主导因素。高湿度(>80％)环境下，腐蚀速率的离散性显著增强。梯度提升回归(GBR)和随机森林(RF)模型在腐蚀速率预测上优于线性回归(LR)模型，其中RF模型整体稳健性更佳。本研究量化了海洋大气环境下环境因子与材料腐蚀行为的动态关联，证实了大数据技术在腐蚀研究中的有效性，为车用材料的环境适应性评价提供了新方法。
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高压电场下Cu与1050 Al在模拟工业大气环境下的腐蚀行为研究

高智悦, 吴亚平, 王蝶, 杜宝帅, 樊志彬

2026, 59(5): 129-137. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2026.0076

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为探究高压电场下纯铜(Cu)与1050 Al在模拟大气环境耦合高压电场下的腐蚀行为，采用含3.5％(质量分数，下同) NaCl和0.104％NaHSO3的溶液模拟大气腐蚀介质，结合电化学测试、腐蚀形貌观察及腐蚀产物分析对Cu与1050 Al在28 d腐蚀周期内的腐蚀规律展开研究。结果表明:Cu在高压电场下表现为均匀腐蚀特征，腐蚀产物主要为Cu2O、CuO和Cu2(OH)3Cl，腐蚀速率达0.098 2 mm/ a；1050 Al表现为局部腐蚀，腐蚀产物为Al2O3和AlO(OH)，腐蚀速率仅0.017 7 mm/ a，远低于Cu。通过电化学阻抗谱和极化曲线测试进一步揭示2种材料的腐蚀动力学过程。Cu在28 d腐蚀周期内的阻抗模值呈现“增加-减小-再增加-再减小”的变化规律，其腐蚀过程与腐蚀产物膜的形成、再生及破裂过程密切相关；1050 Al的阻抗模值则呈“先增大后减小”的趋势，因表面致密钝化膜在Cl－作用下发生破坏，导致局部腐蚀加剧并形成点蚀。明确了高压电场环境下铜、铝导体在模拟工业大气中的腐蚀行为机制，为工业大气环境下导体材料的腐蚀防护设计提供了理论支撑。
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退火温度对AlTiSiN/AlTiNbN纳米复合涂层微观结构和力学性能的影响

陈益彬, 邓彩林, 徐经英, 许宇轩, 刘琦, 范其香, 刘艳梅, 王铁钢

2026, 59(5): 138-147. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2026.0077

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针对电弧离子镀技术制备的AlTiSiN/ AlTiNbN纳米复合涂层普遍存在的显著的晶格畸变与残余应力问题，通过退火热处理工艺优化其微观结构已成为提升涂层服役性能的重要途径。采用电弧离子镀技术制备AlTiSiN/ AlTiNbN纳米复合涂层，并在真空管式炉内进行600~800 ℃真空退火试验。采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对涂层的物相组成和微观形貌进行表征，结合纳米压痕仪和划痕仪系统分析涂层的力学性能。通过摩擦磨损试验机、超景深显微镜以及白光干涉仪研究涂层的摩擦磨损性能及表面磨损机制。结果表明，AlTiSiN/ AlTiNbN纳米复合涂层主要由fcc-TiO相和hcp-Ti2AlN相组成。随着退火温度的升高，fcc-TiO相和hcp-Ti2AlN相的衍射峰逐渐增强，平均晶粒尺寸逐渐变大。当退火温度为700 ℃时，涂层表面相对光滑，涂层结构保持致密，硬度(31.45 GPa)和弹性模量(433.66 GPa)达到最大值，临界载荷为80.6 N，摩擦系数为0.75，磨损率为0.92× 10－8 mm3/(N•mm)，涂层抗磨损性能较沉积状态下提升了9％左右。
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Al/Ti对CrFeNiMn系中熵合金组织与性能的影响

施渊吉, 林子程, 林建军, 吴佳薇, 胡倩楠, 刘敏, 李社兵

2026, 59(5): 148-155. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2026.0078

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为探究Al/ Ti对CrFeNiMn系中熵合金组织与性能的影响，采用真空电弧熔炼结合热处理工艺制备了Cr9Fe46Ni15Mn30、Cr9Fe46Ni15Mn30Al4Ti2、Cr9Fe46Ni15Mn30Al6Ti2(代号分别为Mn30、Mn30-42、Mn30-62)中熵合金，通过XRD、SEM、电化学测试及慢应变速率拉伸实验等手段分析其组织与性能。结果表明:所有合金在轧制态及900℃退火1 h后均保持单一FCC相，相稳定性良好；Al/ Ti微合金化可通过溶质拖曳和Zener钉扎效应细化晶粒。随Al/ Ti含量增加，合金强度同步提高，其中Mn30-42-T合金综合性能最优，抗拉强度达708 MPa，延伸率为22.9％，氢脆敏感性指数仅2.6％，且在3.5％NaCl溶液中耐蚀性最佳，Mn30-42-T的腐蚀电位为－0.312 V，腐蚀电流密度为2.75×10－8 A/ cm2；而Al/ Ti含量过高会导致合金的抗氢脆性能和耐蚀性下降。
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316H不锈钢在不同浓度氯化钠溶液中的应力腐蚀行为研究

张飞, 吴林, 章强, 肖调兵, 陈银强, 但体纯

2026, 59(5): 156-164. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2026.0079

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为探究316H不锈钢在低温环境下的腐蚀行为与机理，采用恒位移楔形张开加载(WOL)试样和腐蚀浸泡方法，对316H奥氏体不锈钢在不同温度和不同浓度的氯化钠溶液中的应力腐蚀行为进行分析。通过扫描电子显微镜、金相显微镜和能谱仪对试样的腐蚀形貌和腐蚀产物进行了表征，并对其腐蚀规律和腐蚀机理进行了分析和探讨。试验结果表明:当氯化钠溶液温度升高至50 ℃，溶液浓度达到3.5％(质量分数)时，楔形张开加载试样经过一段时间的腐蚀浸泡后，其缺口尖端区域开始出现应力腐蚀现象。随着溶液温度的升高，应力腐蚀程度愈加严重；随着氯化钠溶液浓度的升高，试样同时出现应力腐蚀和点蚀现象。应力腐蚀以试样缺口尖端为中心向四周扩散，在远离应力加载区域则未出现明显的腐蚀现象。值得注意的是，所有316H不锈钢WOL试样在浸泡实验中均未发生应力腐蚀开裂现象。
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大气等离子喷涂工艺参数对Al₂O₃涂层性能的影响研究

李申申, 韩杰, 郁海涛, 陈相君, 阮杭浙, 徐诚龙, 吴冠楠, 黄东保, 董振启

2026, 59(5): 165-173. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2026.0080

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为提高核电泵轴套表面涂层耐磨耐腐蚀性能，通过控制变量法优化工艺参数，利用大气等离子喷涂(APS)技术在316L不锈钢表面制备Al2O3陶瓷涂层。采用金相显微镜、XRD、硬度计、电子万能试验机对涂层形貌及力学性能进行表证，同时结合铜加速乙酸盐雾实验和摩擦磨损实验，对涂层的耐腐蚀和耐磨性能进行分析。研究结果表明，在喷涂电流700 A、氩气流量35 NLPM、氢气流量9 NLPM的最优工艺参数下，Al2O3陶瓷涂层孔隙率低至3.81％，显微硬度达853 HV0.3。X射线衍射分析显示，涂层主要由α-Al2O3(70.32％)与γ-Al2O3(29.68％)复合相组成，证实了喷涂过程中Al2O3粉末得到充分熔化，且发生了相转变。经30 d铜加速乙酸盐雾(CASS)腐蚀实验测试后可知，涂层腐蚀速率仅为0.218 75 g/ m2，为S32760双相不锈钢的53.8％；耐磨性能测试表明，涂层磨损率为1.21×10－6 mm3/(N•m)，仅为S32760的8.34％。该研究可为不锈钢表面Al2O3陶瓷涂层在核电轴套等领域的工程化应用提供理论与技术参考。
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柔性剥离技术在篦齿涂层退除中的应用研究

孙毅东, 黄选民, 罗奎林, 张莉, 于小龙, 周锦涛, 冯爽, 宋凯锋, 张川, 方雷, 王兴谱, 崔若莹, 潘春旭

2026, 59(5): 174-179. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2026.0081

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由于封严盘篦齿属于薄壁结构且篦齿涂层厚度不均匀，其在修理的过程中存在涂层退除效率低和篦齿易变形的问题。为实现高效率、低损伤退除封严盘篦齿涂层，选用GH4169篦齿盘试样为实验对象，采用一种无损涂层柔性剥离技术，结合正交实验得出涂层退除的最佳工艺参数(压力为0.3 MPa，退除时间为1~2 min，退除距离为7~10 mm)，并进行涂层退除实验验证。验证结果表明，在最佳工艺参数条件下，该涂层柔性剥离技术能够完全一次性退除篦齿涂层的面层和底层，且不会对封严盘篦齿造成损伤，可为其他类型的薄壁件涂层退除研究提供技术参考。
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典型联合阴极保护输气站站内外干扰的诊断与治理案例分析

赵芸黎

2026, 59(5): 180-186. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2026.0082

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针对某输气站采取站内外联合阴极保护后，仍无法解决站外管线管/地电位过负的情况展开研究。通过对恒电位仪性能检测、长效参比电极校验、辅助阳极接地电阻测量、站内外干扰排查等系统的现场测试，诊断出阴极保护系统出现的问题有:管线恒电位仪老化、长效参比电极失效、辅助阳极地床接地电阻超标、站外阴极保护系统汇流点位于站内阳极地床影响范围内。针对发现的问题，提出并实施了设备换新、参比电极更换、汇流点外移及地床改造的治理方案。整改后，站内外阴极保护电位均满足最小阴极保护电位准则要求，且站内系统对站外管线的阴极干扰基本消除(电位偏移降至40 mV (vs CSE)以内)。本案例通过精准诊断与针对性系统优化可有效解决站内外阴极保护干扰问题，对同类站场的运行维护具有参考价值。
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8Cr4Mo4V在不同接触应力和润滑工况中的摩擦学性能分析

石鹤洋, 王新莹, 李怡蓁, 李恒恒, 康延辉, 马翡, 陈兴明, 杨晨星, 刘汇河

2026, 59(5): 187-199. DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2026.0083

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为考察8Cr4Mo4V轴承钢与同质材料和异质材料配副的摩擦磨损性能，在1 800 MPa、2 400 MPa 2种接触应力以及油润滑、脂润滑2种润滑条件下，针对8Cr4Mo4V钢与同质8Cr4Mo4V钢球、异质国产Si3N4陶瓷球及进口Si3N4陶瓷球构成的不同摩擦配副，开展摩擦学性能分析。采用多功能摩擦磨损试验机进行磨损试验，利用金相显微镜、扫描电子显微镜和白光干涉仪分析试样表面磨痕。采用球-盘接触形式，通过分析摩擦系数(COF)、X轴方向力值(FX力值)及磨损形貌，揭示了不同实验条件下8Cr4Mo4V钢的磨损形貌和磨损机制转变。结果表明:在1 800 MPa接触应力下，油润滑时，2种陶瓷球在试样表面对磨未造成磨粒磨损，仅轻微磨损，磨损机制主要为黏着磨损；国产陶瓷球配副的COF和FX力值最低，同质钢球配副的最高。脂润滑时，试样在3种配副磨损下表面出现不同程度犁沟，磨损机制变为磨粒磨损，但2种陶瓷球表面磨损轻微。钢球配副的COF最高，进口陶瓷球配副的COF和FX力值最低，且大量磨屑残留使COF波动显著。在2 400 MPa接触应力下，油润滑时，国产陶瓷球和钢球配副以磨粒磨损为主，进口陶瓷球配副有磨粒磨损特征。脂润滑时，钢球对磨的表面犁沟更宽更深，磨粒磨损加剧，2种陶瓷球配副仅有轻微黏着磨损。进口陶瓷球在高接触应力的油、脂润滑条件下COF与FX力值仍最低。“国产、进口陶瓷球-钢”异质配副相较于“钢球-钢”同质配副，在低接触应力的油、脂润滑下均能有效降低磨损与COF，但在2 400 MPa接触应力下不同材料的差距在逐渐缩小。2 400 MPa的高接触应力下润滑油易被挤出接触区，导致处于边界润滑状态，加剧微凸体直接接触与切削效应；而润滑脂凭借其优良的黏附性与成膜能力，在高接触应力下仍能维持润滑膜，减小直接接触面积，从而表现出更稳定的摩擦学性能与更低的FX力值。

创刊时间：1960年
刊期：月刊
ISSN：1001-1560
CN：42-1215/TB

主管：中国机械工业联合会
主办：武汉材料保护研究所有限公司
主编：雷明凯
编辑部电话：027-83641679
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