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时间:2019-02-28
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1、摘要作为机械零部件三种主要失效形式之一,腐蚀问题直接关系到国民经济各个领域。鉴于此,本文依据质量百分因子(APF=4cr/f2Mo+w))法,并参考现今先进耐蚀合金,通过向镍中添加铬、钼和铜元素,设计了7种通用性Ni.C卜Mo—Cu耐蚀合金。采用手工电弧炉熔炼,制备出Ni.cr.Mo.cu耐蚀合金,并在1140℃保温2.5h固溶处理。针对所制试样,从浸蚀、电化学腐蚀和高温氧化三个方面进行耐蚀性能及其机理的研究。将所制合金分别在80%H2S04、30%HCl、混合酸(15%HCl+15%H2s04+10%I{3P04+10%}IN03)及15%Fecl3溶液中进行浸泡腐蚀试验
2、,试验温度为90℃,得到具有良好的通用耐蚀性(耐氧化性、还原性、氧化一还原复合介质、碱溶液以及优良的抗点蚀性能)的合金,其APF值为2875。针对该合金考察了酸的类型、浓度和温度对合金腐蚀速率的影响,计算了合金在这三种酸中的腐蚀活化能,并通过sEM和光学显微镜观察分析了腐蚀形貌,利用EDs分析了局部腐蚀产物的元素组成。结果表明,合金的腐蚀速率随着酸浓度和温度的升高而上升:合金在80%H2s04、30%Hcl和混合酸中的腐蚀活化能分别为75.389KJ/mol,75.114KJ/m01和114517KJ/mol:室温下在三种酸中都属于极耐蚀等级;合金在硫酸中发生均匀腐蚀;在盐
3、酸中发生点蚀,而且点蚀坑中Mo元素含量降低。通过测定Ni—cr—Mo—Cu合金在不同浓度的硫酸、盐酸以及混合酸中的阳极极化曲线,获得不同成分的合金在相同电解质,和同一成分的合金在不同电解质中极化曲线的腐蚀电位、腐蚀电流、致钝电位及维钝电流等的变化,对合金中所添加元素的耐蚀作用进行了较全面地分析。在80%硫酸中,随着APF值的增大,即cr含量的增加,Ni.cr—Mo.cu合金的腐蚀电流、钝化临界电流密度及维钝电流都减小,表明在80%H2s04中随着Cr含量的增加,Ni—cr-Mo—cu合金的耐蚀能力增加;在30%HCl中,Mo与Cr的交互作用使得Mo含量大的合金先发生钝化,而
4、且维钝电流较低,形成的钝化膜有助于延缓点蚀的发生;合金在80%H2s04中的腐蚀电位高于在30%HCl中的腐蚀电位,致钝电位却低于在30%HCl中的,表明30%HCl对此合金的腐蚀比80%H2s04严重。在混合酸中,合金没有发生过钝化现象。采用增重法分别在600℃、800℃、1000℃研究了Ni—cr.Mo—cu合金的抗高温氧化性能,并通过sEM和xRD对氧化产物的形貌和相组成进行了观察与分析,利用最小二乘法拟和了氧化增重曲线。结果表明,此合金的氧化增重曲线符合抛物线规律,其氧化过程的活化能为200.25KJ/mol。氧化产物主要为NiO、cr203和NiC。204。氧化产
5、物类型随着氧化的进程而发生变化,在氧化初期主要为Cr203,Nt—c卜Mo—cu合金的耐蚀性能研究随着氧化的进行,Ni0和NiCr204逐渐生成。Cr203和NiCr204有效的阻滞了金属离子的扩散,降低了氧化速率,从而使Ni.cr-Mo—cu合金在高温长时问下表现出了优越的抗氧化性能。关键词:通用性镍基耐蚀合金;APF;浸蚀;电化学腐蚀;阳极极化高温氧化:氧化动力学IIAbstractAsoneofthreekmdso±±a1IuremOdesofthemechanlcalcOmpOnents,cOrroslonofmetalsconnectswitha11fegions
6、ofeconomydirectly.Therefbre,basedontheAPFfactormethodandreferencingtonowadaysadvancecorrosionresistanta110ys,sevenschemesversatileNi—Cr—Mo—Cucorrosionresistanta110ysweredesignedandpreparedbymanualelectro-arcfumacesinthisthesis.A110ysweresolution—treatedat1l40℃for2.5h.Corrosionresistanceand
7、mechanismsofthesealloyswereresearchedthrou曲erosion,electrochemicalcorrosionandhightemperatureoxidation.Erosiontestofa110yswasperfbrmedinthes01utionsof80%sulphuricacid,30%hydrochlo“cacid,mixturalacid(15%Hcl+15%H2S04+10%H3P04+10%HN03)and15%FeCl3.Refbrringtothebe
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