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碳钢在原油-薄水膜体系中初期腐蚀行为研究
1
作者 马云修 金龙 +1 位作者 陈雷 刘刚 《中国石油大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第6期197-204,共8页
原油储运过程中微量水逐渐析出形成的油水共存环境会导致储运设施中的碳钢材料发生腐蚀。以油气储运系统中常用的Q235碳钢为研究对象,探究其在原油-薄水膜体系中的初期腐蚀行为,设计并搭建一套可精确控制薄水膜和原油层厚度的腐蚀试验装... 原油储运过程中微量水逐渐析出形成的油水共存环境会导致储运设施中的碳钢材料发生腐蚀。以油气储运系统中常用的Q235碳钢为研究对象,探究其在原油-薄水膜体系中的初期腐蚀行为,设计并搭建一套可精确控制薄水膜和原油层厚度的腐蚀试验装置,并基于此装置开展不同薄水膜厚度(100、300、500和1000μm)和原油层厚度(1、2、3和4 cm)条件下的腐蚀试验;试验结束后,利用白光干涉仪测定试片的蚀坑数量、蚀坑深度、表面粗糙度及蚀坑体积等腐蚀参数。结果表明:薄水膜厚度和原油层厚度减小均会显著加剧腐蚀;蚀坑深度呈正态分布,且分布均值随薄水膜和原油层厚度的增加而减小;薄水膜主要通过富集腐蚀性物质与强化离子传质来加速腐蚀过程,而原油层则主要通过限制氧气向薄水膜扩散间接抑制腐蚀。 展开更多
关键词 Q235碳钢 薄水膜 初期腐蚀 腐蚀机制
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硫化氢对N80钢腐蚀影响研究与高温脱硫剂性能评价
2
作者 汪成 毛琦 +2 位作者 宋宏志 王少华 冯宇 《辽宁化工》 2025年第3期437-440,共4页
热采技术是一种提高原油采收率的重要方式,当高温热流体进入地层中与原油储层岩石发生一系列复杂的氧化还原反应并产生硫化氢气体,对油田生产设施、生产管柱产生腐蚀,影响油井开采,并危害现场工作人员的身体健康。为此,通过借鉴《天然... 热采技术是一种提高原油采收率的重要方式,当高温热流体进入地层中与原油储层岩石发生一系列复杂的氧化还原反应并产生硫化氢气体,对油田生产设施、生产管柱产生腐蚀,影响油井开采,并危害现场工作人员的身体健康。为此,通过借鉴《天然气碘量法测定硫化氢含量》标准检测方法,考察了反应温度、模拟地层水流速、硫化氢分压、硫化氢浓度对N80钢片腐蚀速率的影响。模拟地层反应温度为80℃时,硫化氢腐蚀速率最高为0.92 mm·a^(-1);反应温度为140℃时,硫化氢腐蚀速率最低为0.28 mm·a^(-1)。硫化氢分压从0增加至0.05 MPa,N80钢片腐蚀速率从0.12 mm·a^(-1)增加至0.97 mm·a^(-1)。液体流速从0增加至0.2 m·s^(-1)时,腐蚀速率从0.22 mm·a^(-1)增加至0.90 mm·a^(-1),当液体流速从0.2 m·s^(-1)增加至0.5 m·s^(-1)后,腐蚀速率从0.90 mm·a^(-1)降低至0.74 mm·a^(-1)。脱硫剂在40℃时脱硫率为97.65%,100℃时脱硫率为94.73%,180℃时脱硫率为87.35%,具有良好的耐高温与脱硫性能。 展开更多
关键词 硫化氢 腐蚀 稠油热采 脱硫剂
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深海环境对钛合金应力腐蚀影响的研究进展 被引量：1
3
作者 徐玮辰 佟向瑜 +3 位作者 王优强 张斌斌 马超群 王秀通 《金属学报》 北大核心 2025年第10期1469-1484,共16页
钛合金广泛用于深海探测和资源开发的装备设施,但深海的严酷环境对钛合金服役性能提出了严峻挑战。钛合金具有非常优异的耐腐蚀性能,但在深海环境中存在应力腐蚀风险。本文详细分析了深海环境中的关键影响因素(静水压力、温度、盐度和... 钛合金广泛用于深海探测和资源开发的装备设施,但深海的严酷环境对钛合金服役性能提出了严峻挑战。钛合金具有非常优异的耐腐蚀性能,但在深海环境中存在应力腐蚀风险。本文详细分析了深海环境中的关键影响因素(静水压力、温度、盐度和微量物质)以及多种应力(拉伸应力、残余应力和交变应力等)对钛合金应力腐蚀的影响,探讨了钛合金的成分设计和微观组织对应力腐蚀敏感性的影响。目前针对钛合金微观组织对应力腐蚀的影响、钛合金焊接接头的深海应力腐蚀规律、多环境因素耦合和复杂应力影响机制等方面的研究存在明显不足,且研究基本局限于材料水平而未拓展到结构水平,钛合金深海应力腐蚀防护技术也存在一定空白,急需开展钛合金深海防护涂层技术的研发,因此本文还展望了钛合金深海应力腐蚀的多环境因素耦合机制、蠕变-腐蚀协同效应、焊接接头微观组织及残余应力影响、新型防护技术开发,以及多轴复杂应力条件的模拟及其影响下的应力腐蚀行为探究等方面的研究方向。 展开更多
关键词 钛合金 应力腐蚀 深海环境 应力腐蚀开裂 防护措施
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Ni-Al合金内氧化向外氧化的转变及临界Al含量
4
作者 张恒 向军淮 +2 位作者 白凌云 肖伯涛 江龙发 《中国有色金属学报》 北大核心 2025年第5期1639-1647,共9页
采用非自耗真空电弧熔炼工艺,制备Ni-9Al、Ni-10Al、Ni-11Al、Ni-12Al、Ni-13Al和Ni-14Al六种合金,研究了这些合金在900℃、0.1 MPa纯氧中的恒温氧化行为。结果表明:Al含量较低的Ni-9Al、Ni-10Al、Ni-11Al合金氧化膜由外层的NiO和内层的... 采用非自耗真空电弧熔炼工艺,制备Ni-9Al、Ni-10Al、Ni-11Al、Ni-12Al、Ni-13Al和Ni-14Al六种合金,研究了这些合金在900℃、0.1 MPa纯氧中的恒温氧化行为。结果表明:Al含量较低的Ni-9Al、Ni-10Al、Ni-11Al合金氧化膜由外层的NiO和内层的NiO+NiAl_(2)O_(4)组成,氧化膜下面发生了Al的内氧化,其腐蚀速率较快。Al含量较高的Ni-13Al、Ni-14Al合金氧化膜外层结构与Al含量较低的Ni-Al合金类似,但最内层形成了连续致密的Al_(2)O_(3)保护层,为合金提供了良好的保护,未发生Al的内氧化。Ni-12Al合金同时具有内氧化和外氧化特征,其氧化行为介于保护性和非保护性之间;由于该合金的成分在不同区域略有差异,在Al含量略低的区域,其氧化行为类似于Ni-9Al、Ni-10Al、Ni-11Al合金,而在Al含量略高的区域,其氧化行为类似于Ni-13Al、Ni-14Al合金。Ni-Al合金由内氧化向外氧化转变的临界Al含量为12%。 展开更多
关键词 NI-AL合金 内氧化 外氧化 临界浓度
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V_(2)O_(5)对β-(Ni, Pt)Al涂层热腐蚀抗性的影响
5
作者 叶利亚 陈宏飞 +1 位作者 杨光 高彦峰 《材料导报》 北大核心 2025年第7期172-175,共4页
β-(Ni, Pt)Al相的Pt-Al涂层具有优异的抗氧化性能,常被用于航空发动机热端部件表面热防护。燃料燃烧产生的腐蚀产物复杂,会在部件表面形成复杂物相的熔盐沉积,因此明晰其腐蚀机制对提高β-(Ni, Pt)Al涂层的综合性能具有重要意义。除了... β-(Ni, Pt)Al相的Pt-Al涂层具有优异的抗氧化性能,常被用于航空发动机热端部件表面热防护。燃料燃烧产生的腐蚀产物复杂,会在部件表面形成复杂物相的熔盐沉积,因此明晰其腐蚀机制对提高β-(Ni, Pt)Al涂层的综合性能具有重要意义。除了针对单一组分Na_(2)SO_(4)熔盐热腐蚀行为的研究外,β-(Ni, Pt)Al涂层在Na_(2)SO_(4)+V_(2)O_(5)混合盐沉积下的腐蚀机制尚不明确。本工作通过在单相β-(Ni, Pt)Al涂层样品上分别涂覆Na_(2)SO_(4)和Na_(2)SO_(4)+V_(2)O_(5)的方式,对比研究了两种熔盐从950℃到室温循环条件下对涂层的腐蚀行为。通过对涂层腐蚀动力学、腐蚀产物物相演变和涂层形貌演变的分析发现:Na_(2)SO_(4)+V_(2)O_(5)混合盐的腐蚀表现出更大的氧化增重和更深的腐蚀深度。相比于单一Na_(2)SO_(4)腐蚀,V_(2)O_(5)的加入导致起始氧化膜发生酸性熔融,使其失去保护作用,并加快Pt从β-(Ni, Pt)Al相中析出,使涂层氧化抗性恶化。V_(2)O_(5)通过促使Na_(2)SO_(4)释放更多的SO_(3)来提高腐蚀界面处的硫化反应速率。本工作揭示了V_(2)O_(5)在熔盐热腐蚀中的作用机制,对如何提高β-(Ni, Pt)Al涂层的热腐蚀抗性具有重要指导意义。 展开更多
关键词 Pt-Al涂层 硫酸钠 五氧化二钒 热腐蚀
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火炮身管坡膛烧蚀行为跨尺度计算方法
6
作者 李树立 杨国来 王丽群 《弹道学报》 北大核心 2025年第3期110-119,共10页
火药燃气中高温高速的气固两相射流直接烧蚀破坏身管坡膛表面结构。预测身管坡膛在高温气固两相射流高速冲击下的烧蚀行为对于评估火炮身管使用寿命至关重要。因此,提出了一种跨尺度烧蚀行为计算方法。首先,宏观尺度上采用两相流内弹道... 火药燃气中高温高速的气固两相射流直接烧蚀破坏身管坡膛表面结构。预测身管坡膛在高温气固两相射流高速冲击下的烧蚀行为对于评估火炮身管使用寿命至关重要。因此,提出了一种跨尺度烧蚀行为计算方法。首先,宏观尺度上采用两相流内弹道求解流经坡膛的固相颗粒质量和速度;采用傅立叶传热求解坡膛位置温度分布。其次,介观尺度上基于能量法对冲击过程进行速度分解与合并,获得分子动力学动量镜的速度输入。接着,微观尺度上对分子动力学模型进行位错分析,获得模型内部和边界的位错特征。将获得的位错特征代入晶体塑性本构,实现微观尺度到介观尺度的扩张。采用混沌多项式构造晶体塑性损伤代理模型,结合固相颗粒撞点概率分布实现介观尺度到宏观尺度的跨越。最后,开展100发弹丸的射击实验,验证了跨尺度烧蚀行为计算方法的可靠性。 展开更多
关键词 火炮身管 冲击动力学 分子动力学 烧蚀损伤 跨尺度
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储热和传热LiNO_(3)熔盐对于其储存钢罐的腐蚀机制
7
作者 张晓鹏 杨震宇 +5 位作者 唐玮 李博洋 冯奕晨 赵兴 郭永权 李宝让 《兵器材料科学与工程》 北大核心 2025年第4期32-42,共11页
高温熔盐造成的钢材腐蚀对光热发电的热能存储系统的安全性至关重要,从介观尺度揭示腐蚀机制和腐蚀影响因素,有利于更好地进行储热系统设计、延长储热系统的使用时间、提高经济效益。本文应用固体与分子经验电子理论系统研究LiNO_(3)熔... 高温熔盐造成的钢材腐蚀对光热发电的热能存储系统的安全性至关重要,从介观尺度揭示腐蚀机制和腐蚀影响因素,有利于更好地进行储热系统设计、延长储热系统的使用时间、提高经济效益。本文应用固体与分子经验电子理论系统研究LiNO_(3)熔盐对奥氏体不锈钢的微观腐蚀机理,对不锈钢中的金属元素、合金及其氧化物,以及LiNO_(3)熔盐的价电子结构进行建模,计算了它们的熔点和结合能,所有的计算值都与实验值相符。基于价电子结构,构建腐蚀模型,认为是氧化导致原来支撑金属结构骨架的金属键断开,并使金属与O重新成键,形成氧化物,导致腐蚀。通过计算腐蚀前金属合金与腐蚀后形成的氧化物之间键能差,定量研究腐蚀能力。结果表明:LiNO_(3)熔盐对不锈钢的腐蚀性与其N的价电子数变化有关,其腐蚀由硝酸根团簇NO_(3)^(-)-NO_(2)^(-)的结构相变,N的价电子数从5降至3,导致释放的O所推动。价电子结构计算结果表明:氧化产物存在从Fe_(2)O_(3)向LiFeO_2的转化,有助于理解加入LiNO_(3)减缓不锈钢因氧化层的动态变化(如溶解与再沉淀)诱发的腐蚀。 展开更多
关键词 价电子结构 腐蚀能 键能 LiNO_(3)熔盐
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纯锌和锌包钢在天津盐碱土中腐蚀行为研究
8
作者 刘晨辉 刘光明 +5 位作者 李文杰 车晓钰 田文明 刘帅岐 郭文明 何华林 《热加工工艺》 北大核心 2025年第19期175-182,189,共9页
研究了塑性加工对纯锌和锌包钢在天津盐碱土中加速腐蚀20 d的腐蚀行为,采用失重法测定不同状态的纯锌和锌包钢的腐蚀动力学曲线。通过体视显微镜、SEM和XRD检测试样表面腐蚀产物的宏观形貌、微观形貌和成分。室内加速腐蚀20 d后,纯锌和... 研究了塑性加工对纯锌和锌包钢在天津盐碱土中加速腐蚀20 d的腐蚀行为,采用失重法测定不同状态的纯锌和锌包钢的腐蚀动力学曲线。通过体视显微镜、SEM和XRD检测试样表面腐蚀产物的宏观形貌、微观形貌和成分。室内加速腐蚀20 d后,纯锌和锌包钢表面均形成了以ZnO为主,伴有少量Zn(OH)_(2)的腐蚀产物。纯锌腐蚀速率由大到小的顺序依次为铸态锌棒、锌丝、一次热挤压锌棒、两次热挤压锌棒;锌包钢腐蚀速率大小顺序依次为挤压包覆锌包钢、热挤压锌包钢。挤压包覆锌包钢、热挤压锌包钢的电偶效应γ分别为1.398、2.671。塑性加工改善了纯锌和锌包钢在天津盐碱土中的耐蚀性能。 展开更多
关键词 纯锌 锌包钢 盐碱土 热挤压 室内加速腐蚀
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微透镜阵列玻璃模压成形填充特性
9
作者 朱志伟 李凯敏 +3 位作者 李宏驰 张霖 朱利民 徐江海 《中国表面工程》 北大核心 2025年第4期74-85,共12页
玻璃微透镜阵列在消费电子和生物传感等领域具有广泛应用,玻璃模压成形被认为是该类元件批量化生产中极具前景的制造技术。由于微透镜阵列结构的复杂性,模压成形过程中存在玻璃填充不均匀和应力分布复杂等问题,导致成形质量较低。为优... 玻璃微透镜阵列在消费电子和生物传感等领域具有广泛应用,玻璃模压成形被认为是该类元件批量化生产中极具前景的制造技术。由于微透镜阵列结构的复杂性,模压成形过程中存在玻璃填充不均匀和应力分布复杂等问题,导致成形质量较低。为优化模压工艺,结合有限元仿真和试验测试系统研究微透镜阵列成形过程中玻璃的填充行为。建立玻璃模压成形有限元模型,揭示模压温度、模压速率、摩擦因数、透镜中心间距等因素对微透镜阵列填充行为和应力分布的影响规律。试验与仿真结果具有很好的一致性,验证了仿真模型的正确性。最终,采用550℃的模压温度、0.01 mm/s的模压速率和110μm的下压深度,在D-ZK2玻璃平面预形体上模压获得均匀一致的微透镜阵列,表面粗糙度Sa为4.2 nm,单个透镜面型峰谷误差约为1.6μm,成像分辨率为203.2 lp/mm。 展开更多
关键词 玻璃模压 微透镜阵列 有限元仿真 填充行为 界面摩擦
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残余应力对选区激光熔化成形工业纯铁应力腐蚀行为的影响
10
作者 宋允 边培莹 +3 位作者 伞宏赡 米国发 赵楠 徐可为 《机械工程材料》 北大核心 2025年第8期66-72,共7页
采用选区激光熔化成形工业纯铁试样,进行不同温度(650,800,950℃)固溶+400℃时效处理以调控残余应力,在不同质量分数(3.5%,5.0%,10.0%)Na Cl溶液中进行慢应变速率拉伸试验,研究了残余应力对成形试样应力腐蚀行为的影响。结果表明:沉积... 采用选区激光熔化成形工业纯铁试样,进行不同温度(650,800,950℃)固溶+400℃时效处理以调控残余应力,在不同质量分数(3.5%,5.0%,10.0%)Na Cl溶液中进行慢应变速率拉伸试验,研究了残余应力对成形试样应力腐蚀行为的影响。结果表明:沉积态成形试样中较高残余拉应力的存在提升了其在较高Cl^(-)浓度(质量分数不小于5.0%)下的应力腐蚀敏感性,随着Cl^(-)浓度增加,应力腐蚀敏感性增大;固溶+时效处理后,残余应力降低,其在较高Cl^(-)浓度下的应力腐蚀敏感性降低,且随Cl^(-)浓度增加,650,950℃固溶+时效后的应力腐蚀敏感性变化小,800℃固溶+时效后的应力腐蚀敏感性先减小后增大。残余应力接近0(固溶温度为800℃时)的试样在较高Cl^(-)浓度下的应力腐蚀敏感性比残余应力水平较大试样低。高残余拉应力状态试样发生脆性断裂;随着残余应力降低,断口出现韧窝,当残余应力接近0或转变为压应力(固溶温度为950℃)时试样发生脆韧混合断裂。 展开更多
关键词 选区激光熔化 工业纯铁 残余应力 慢应变速率拉伸 应力腐蚀
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耐蚀元素对铁素体-珠光体钢力学性能及腐蚀行为的影响
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作者 刘炳驿 高博 +4 位作者 周强 陈润农 曹燕光 黄贞益 李昭东 《钢铁研究学报》 北大核心 2025年第5期642-651,共10页
为揭示耐蚀元素对铁素体-珠光体钢力学性能及腐蚀行为的影响,在碳钢的基础上,设计制备了3种耐候钢,依次添加了0.35%Cu、0.32%Cr和0.16%Ni(质量分数)。显微组织及性能表征结果表明,随着Cu、Cr、Ni元素的逐次添加,铁素体-珠光体钢中先共... 为揭示耐蚀元素对铁素体-珠光体钢力学性能及腐蚀行为的影响,在碳钢的基础上,设计制备了3种耐候钢,依次添加了0.35%Cu、0.32%Cr和0.16%Ni(质量分数)。显微组织及性能表征结果表明,随着Cu、Cr、Ni元素的逐次添加,铁素体-珠光体钢中先共析铁素体含量逐渐降低,珠光体片层间距逐渐细化。室温条件下,含CuCrNi钢相对碳钢屈服强度提高了80MPa,且塑韧性相较碳钢未造成损害。模拟大气腐蚀环境(NaHSO_(3)溶液)的电化学及实验室周期性浸润腐蚀试验结果表明,随着Cu、Cr、Ni元素的添加,实验钢自腐蚀电位逐渐升高,抗腐蚀能力提升;腐蚀3~5d,不同成分实验钢腐蚀速率均随着腐蚀时间的延长逐渐降低,此时Cu钢的腐蚀速率最快,CuCrNi钢的腐蚀速率最慢;腐蚀时间延长至10d,含Cu钢、含CuCrNi钢的腐蚀速率进一步下降,但含CuCr钢的腐蚀速率略有增加,且高于含Cu钢及含CuCrNi钢,这说明CuCr钢的耐蚀能力有所下降。腐蚀产物的X射线衍射仪分析表明,实验钢腐蚀产物均由α-FeOOH、γ-FeOOH和Fe_(3)O_(4)组成,其中α-FeOOH占比最高,其次是γ-FeOOH和Fe_(3)O_(4)。腐蚀10d后,添加Cu、Cr、Ni元素实验钢的α/γ(α-FeOOH/γ-FeOOH)均增加,这说明锈层稳定性有所增加,且CuCr钢的α/γ最小。可见,长时间腐蚀后,含Cr钢锈层稳定性较低,分析认为与Cr^(3+)的水解反应有关。进一步添加Ni元素后,有助于形成更加致密的锈层,缓解水解反应的不利影响,提升锈层稳定性,因此CuCrNi钢表现出更高的耐蚀性能。 展开更多
关键词 铁素体-珠光体钢 耐蚀元素 力学性能 腐蚀行为 腐蚀动力学
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纳米TiC颗粒增强铝锂基复合材料的耐腐蚀性能研究
12
作者 张晨 王明 +3 位作者 周东帅 徐旭 百志好 王健 《热加工工艺》 北大核心 2025年第15期116-122,共7页
采用中间合金法制备了不同含量纳米TiC颗粒增强铝锂基复合材料,通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)以及电化学腐蚀、晶间腐蚀等分析测试方法 ,对该复合材料进行了微观形貌和耐腐蚀性能研究。结果表明:纳米TiC颗粒添加能... 采用中间合金法制备了不同含量纳米TiC颗粒增强铝锂基复合材料,通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)以及电化学腐蚀、晶间腐蚀等分析测试方法 ,对该复合材料进行了微观形貌和耐腐蚀性能研究。结果表明:纳米TiC颗粒添加能够促进晶粒再结晶,细化晶粒,并促进基体中θ'(A_(l2)Cu)相和T1(A_(l2)CuLi)相的析出。与铝锂基体合金相比,该复合材料的耐腐蚀性能得到了显著提高。随着纳米TiC颗粒含量的增加,该复合材料的自腐蚀电位逐渐升高,电荷转移电阻增大,自腐蚀电流密度减小,晶间腐蚀深度降低,耐腐蚀性能逐渐提高。当纳米TiC颗粒含量增加到1 wt%时,复合材料的耐腐蚀性能达到最佳。 展开更多
关键词 铝基复合材料 纳米TiC颗粒 耐腐蚀性能 腐蚀机理
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结构取向对超细晶层状结构304L不锈钢抗点蚀性能的影响
13
作者 徐祖缘 李建生 +5 位作者 王晓震 秦文波 周新宇 利助民 姜伟 王刚 《安徽工程大学学报》 2025年第1期58-63,共6页
本研究通过多向热锻工艺制备出具有超细晶层状结构的304L不锈钢板材,采用传统的三电极电化学实验测试超细晶层状结构304L不锈钢样品不同结构取向面(截面及平面)的抗点蚀性能,利用三维轮廓形貌仪和扫描电子显微镜(SEM)观察点蚀坑的形貌,... 本研究通过多向热锻工艺制备出具有超细晶层状结构的304L不锈钢板材,采用传统的三电极电化学实验测试超细晶层状结构304L不锈钢样品不同结构取向面(截面及平面)的抗点蚀性能,利用三维轮廓形貌仪和扫描电子显微镜(SEM)观察点蚀坑的形貌,探讨在3.5 wt.%NaCl溶液中超细晶层状结构304L不锈钢样品不同结构取向面的点蚀机制。实验结果表明:超细晶层状结构304L不锈钢样品截面的击穿电压、腐蚀电压、腐蚀电流分别为293 mV、-117 mV和1.0×10^(-7) A/cm^(2),样品截面较样品表面表现出更好的抗点蚀性能,其主要原因是超细晶层状结构304L不锈钢样品截面具有更高密度的晶界,提高了Cr的扩散速率,当钝化膜被破坏时能促进富Cr钝化膜的再生,增强其抗点蚀性能。 展开更多
关键词 多向热锻 304L不锈钢 超细晶层状结构 结构取向 点蚀机制
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金属材料氢脆研究进展
14
作者 孙连忠 张佳敏 +3 位作者 张保平 胡昕怡 何江 牛成成 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第18期7455-7464,共10页
氢能作为21世纪极具前景的一种低碳、高效的二次能源,是全球能源转型发展的重要载体之一。然而,金属材料的氢脆现象即:氢以不同形态扩散到金属中以固溶态存在或生成氢化物,致金属晶格高度变形,降低韧性及延性,引起脆化至断裂,因其具有... 氢能作为21世纪极具前景的一种低碳、高效的二次能源,是全球能源转型发展的重要载体之一。然而,金属材料的氢脆现象即:氢以不同形态扩散到金属中以固溶态存在或生成氢化物,致金属晶格高度变形,降低韧性及延性,引起脆化至断裂,因其具有隐蔽性、突发性及失效形式多样性等特点,成为制约氢能储运系统服役寿命和安全性的关键因素。随着实验手段和数值模拟方法的不断完善,中外学者近年来针对氢脆问题进行了大量研究工作。综述了氢脆研究的最新进展:首先阐述了氢脆失效概念及氢脆发生机理,并分析了储氢压力容器的氢脆特征及不同影响因素,其次总结了现有评价材料氢脆敏感性的宏观至微观、静态和动态实验方法的特点及主要应用范围,着重讨论了与数值模拟分析方法结合的研究进展,包括其在实际工程应用中的适用性与局限性,以期为氢环境中金属材料抗氢脆性能评价方法的进一步发展提供借鉴和参考。 展开更多
关键词 氢损伤 氢脆机理 金属材料 物理与数值模拟 研究进展
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镁合金环形光斑激光焊接头组织和性能研究
15
作者 徐育烺 李德印 +2 位作者 李战江 赵先锐 张钢 《兵器材料科学与工程》 北大核心 2025年第4期122-129,共8页
本文研究了功率调制激光焊对AZ31B镁合金对接接头成形、组织及力学性能的影响。结果表明:当中心和环形激光功率匹配为1562.5 W和937.5 W时,焊缝成形美观,熔宽一致性较高,且无明显飞溅现象。焊缝区以等轴晶为主,熔合区以柱状晶为主。随... 本文研究了功率调制激光焊对AZ31B镁合金对接接头成形、组织及力学性能的影响。结果表明:当中心和环形激光功率匹配为1562.5 W和937.5 W时,焊缝成形美观,熔宽一致性较高,且无明显飞溅现象。焊缝区以等轴晶为主,熔合区以柱状晶为主。随着环形激光功率的增加,焊缝区和熔合区的晶粒尺寸逐渐增大,同时晶粒内部由黑色颗粒状物质组成的偏析现象有所减弱。在中心激光功率为1562.5 W、环形激光功率为937.5 W的条件下,焊缝硬度达到最高值66HV,且该参数下焊接接头的抗拉强度和伸长率分别为238.5 MPa和9.2%,均为试验范围内的最大值。对比发现,环形光斑功率为0~625 W时,断口主要呈解理断裂,增至937.5 W时,断口呈准解理断裂,当功率>1250 W时,断口韧窝数量下降,韧性下降。 展开更多
关键词 AZ31B镁合金 功率调制 环形光斑激光 显微组织 力学性能
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螺母镉镀层在有机气氛-湿热环境下的腐蚀机理分析
16
作者 汪杰 张贵斌 +2 位作者 赵小青 张万欣 姜传生 《火箭推进》 北大核心 2025年第5期130-136,共7页
为节约生产成本、提高生产效率,某型发动机常使用木质运输箱进行包装、周转、运输。长期封闭的木质运输箱内会形成有机气氛环境,外加总装厂的湿热环境,某型发动机上的螺母镉镀层会发生腐蚀。通过有机气氛环境与湿热环境交互作用试验、... 为节约生产成本、提高生产效率,某型发动机常使用木质运输箱进行包装、周转、运输。长期封闭的木质运输箱内会形成有机气氛环境,外加总装厂的湿热环境,某型发动机上的螺母镉镀层会发生腐蚀。通过有机气氛环境与湿热环境交互作用试验、交互试验后的湿热环境试验,研究了螺母镉镀层在有机气氛与湿热环境交互作用下的腐蚀行为,以及脱离有机气氛环境后,在单独的湿热环境下的腐蚀行为。试验结果表明:有机气氛与湿热环境交互作用环境下,螺母镉镀层同时发生了化学腐蚀和电化学腐蚀,腐蚀产物中出现了由木质箱挥发出的有机酸与镉反应产生的有机酸盐;脱离有机气氛后在单独的湿热环境下,化学腐蚀停止,但螺母镉镀层继续发生电化学腐蚀,腐蚀程度进一步发展。 展开更多
关键词 木质运输箱 镉镀层 腐蚀 有机气氛环境 湿热环境
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Ti-22Al-25Nb合金在750℃和850℃的氧化行为
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作者 段星路 王文波 +3 位作者 贺龙宾 俎瑞杰 李文惠 聂勇 《热加工工艺》 北大核心 2025年第19期115-119,共5页
用热重法对Ti-22Al-25Nb合金在750、850℃空气中的恒温和循环氧化行为进行研究。采用XRD、SEM、EDS等手段对氧化后的物相组成、微观形貌以及元素分布进行了分析。结果表明,合金抗氧化性能与温度和氧化方式密切相关。750℃时Ti-22Al-25N... 用热重法对Ti-22Al-25Nb合金在750、850℃空气中的恒温和循环氧化行为进行研究。采用XRD、SEM、EDS等手段对氧化后的物相组成、微观形貌以及元素分布进行了分析。结果表明,合金抗氧化性能与温度和氧化方式密切相关。750℃时Ti-22Al-25Nb合金在两种氧化方式下的氧化动力学曲线都近似符合抛物线规律,而在850℃时,两种氧化方式下的氧化动力学曲线在氧化后期均符合直线规律。相同试验温度下循环氧化有更快的氧化速率。合金在不同试验条件生成的主要氧化产物种类相同,为TiO_(2)、Al_(2)O_(3)、Nb_(2)O_(5)、AlNbO_(4),不同试验条件下氧化物相对含量不同,850℃时生成了AlNb_(2)。氧化膜中非保护性氧化物TiO_(2)、AlNbO_(4)的增多,是造成合金抗氧化性能下降的主要原因。 展开更多
关键词 TI-22AL-25NB合金 恒温氧化 循环氧化 氧化动力学
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核电高温高压水中不锈钢和镍基合金的腐蚀机制 被引量：61
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作者 韩恩厚 王俭秋 +1 位作者 吴欣强 柯伟 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2010年第11期1379-1390,共12页
综述了近年来在核电高温高压水中不锈钢和镍基合金的腐蚀电化学行为规律,以及材料表面膜的成分、组织结构和电子特征.通过系统分析水介质化学和材料微观结构对表面膜的影响,试图把膜的特性与腐蚀电化学行为联系起来.讨论了核电高温高压... 综述了近年来在核电高温高压水中不锈钢和镍基合金的腐蚀电化学行为规律,以及材料表面膜的成分、组织结构和电子特征.通过系统分析水介质化学和材料微观结构对表面膜的影响,试图把膜的特性与腐蚀电化学行为联系起来.讨论了核电高温高压水中材料的腐蚀机制,提出核电高温高压水中不锈钢和镍基合金的腐蚀机制与常温时不同,高温下是由电化学与氧化联合控制,而不是传统意义上常温下的纯电化学腐蚀.表面膜为双层结构,外层疏松,而内层是由纳米晶构成的具有半导体性质的膜层,内层是控制腐蚀的关键.材料的微观成分与组织结构、表面加工状态、水化学参数是影响核电用材料高温高压水中腐蚀的重要因素.腐蚀产生的氧化物的楔形力导致缺陷前端产生局部拉应力,即使在宏观压应力区,缺陷前端的局部拉应力仍可导致应力腐蚀开裂的发生与扩展.氧化物楔形力的作用是促进压应力下产生应力腐蚀开裂的重要原因. 展开更多
关键词 不锈钢 镍基合金 腐蚀 应力腐蚀 电化学 核电站 表面膜
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镀锌钢腐蚀行为的研究进展 被引量：37
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作者 刘栓 孙虎元 +2 位作者 范汇吉 孙立娟 刘增文 《材料保护》 CAS CSCD 北大核心 2012年第12期42-45,1,共4页
镀锌是保护钢铁腐蚀最经济有效的方法之一,研究镀锌钢在不同环境中的腐蚀规律、腐蚀机理和腐蚀特性显得尤为重要。综述了镀锌钢发生电化学腐蚀的基本原理及其在大气、海水和钢筋混凝土介质中的腐蚀行为,同时叙述了pH值、温度和Cl-等环... 镀锌是保护钢铁腐蚀最经济有效的方法之一,研究镀锌钢在不同环境中的腐蚀规律、腐蚀机理和腐蚀特性显得尤为重要。综述了镀锌钢发生电化学腐蚀的基本原理及其在大气、海水和钢筋混凝土介质中的腐蚀行为,同时叙述了pH值、温度和Cl-等环境因素对镀锌钢腐蚀性能的影响。 展开更多
关键词 镀锌钢 腐蚀行为 环境 腐蚀机理 规律 特性
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热喷涂技术的研究进展及思考 被引量：33
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作者 国洪建 贾均红 +2 位作者 张振宇 梁补女 林小军 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期38-40,54,共4页
综述了热喷涂技术的基本概念,喷涂层的成型过程原理以及热喷涂的发展历史与现状。从喷涂方法、材料配比和工艺参数等方面介绍了防腐蚀涂层、抗高温氧化涂层、耐磨性涂层、热障涂层和生物涂层的研究进展,并阐述了上述功能涂层的应用原理... 综述了热喷涂技术的基本概念,喷涂层的成型过程原理以及热喷涂的发展历史与现状。从喷涂方法、材料配比和工艺参数等方面介绍了防腐蚀涂层、抗高温氧化涂层、耐磨性涂层、热障涂层和生物涂层的研究进展,并阐述了上述功能涂层的应用原理,最后展望了热喷涂技术的研究方向。 展开更多
关键词 热喷涂技术 涂层 耐腐蚀性 耐磨性 热障涂层 生物涂层
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