q235钢双层辉光等离子渗ta工艺及改性层耐蚀性研究

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1、NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofMaterialScienceandTechnologyResearchonProcessingandCorrosionResistanceofTaModifiedLayersonQ235SteelFormedbyDoubleGlowPlasmaSurfaceAlloyingAThesisinMaterialogyByBiQiangAdvisedbyProfessorZhangPingZe

2、SubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2012承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、

3、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：南京航空航天大学硕士学位论文摘要Q235钢强度高、韧性好、成本低，但耐蚀性较差；Ta在稀有金属中耐蚀性最好，但价格昂贵。针对上述问题，本工作采用双层辉光等离子表面冶金技术对Q235钢进行等离子表面渗Ta处理，在Q235钢表面得到Ta改性层。为了获得良好的Ta改性层，首先进行渗Ta工艺研究，分析改性层的成分、组织，然后测试了改性层的结合力、硬度以及耐磨性，并重点研究了Ta改性层在强还原性酸以及氯化钠溶液中的耐腐蚀性能。研究结果表明：双层辉光等离子表面渗Ta的最佳工

4、艺参数为：源极电压：900~950V，阴极电压：300~450V，试样温度：950℃，保温时间：3h，工作气压：30Pa，极间距：15mm。在此条件下，能够在基体表面获得成分呈梯度变化的均匀致密的合金改性层，渗层的有效厚度约为33μm。XRD结果显示，改性层的主要物相为α-Ta。改性层与基体结合性能良好，属于冶金结合。试样表面硬度和耐磨性均大幅提高。极化曲线测试结果表明，Ta改性层试样在3.5%氯化钠和3.5%盐酸溶液中开路电位、自腐蚀电位和极化电阻均高于基材。电化学阻抗谱测试结果表明Ta改性层的容抗幅值、中频区相位角峰值及其频

5、率范围均大于基材，说明Ta改性层耐蚀性优于基材。中性盐雾试验结果表明，中性盐雾试验20天后，与Ta改性层试样相比，基材试样腐蚀更为严重，失重更多，说明在人工加速条件下，Ta改性层很好的保护了基体。金属均匀腐蚀全浸测试结果表明，浸泡30天后，基体失重更多，腐蚀也更为严重。说明Ta改性层能够有效保护基体，显著提高基体的耐蚀性能。关键词：双层辉光等离子表面冶金技术，Q235钢，Ta改性层，耐腐蚀性能IQ235钢双层辉光等离子渗Ta的工艺及改性层耐蚀性的研究ABSTRACTQ235steelhaswideapplicationprosp

6、ectinpetrochemicalindustryduetoitsgoodstrength,goodductilityandcheapness,butitalsohasapoorcorrosionresistanceperformance.Tantalumhasthebestcorrosionresistanceinallraremetals,buttantalumisveryexpensive.Tosolvethisproblem,aTamodifiedlayerisexploredforthesurfacemodifica

7、tionofQ235steelusingdoubleglowplasmasurfacealloyingtechnique.ThispaperfirststudiestheprocessingofplasmatantalizingonQ235steelandthemicrostructure,compositionandphasestructureofthesurfacemodifiedlayersareanalyzed.Subsequently,thehardness,criticalloadvaluesandwearresis

8、tanceofthemodifiedlayersaretested.Andtheresearchfocusesonthecorrosionresistanceofthemodifiedlayerswhichisinthestrongreductiveacidan