Zr基块体非晶合金制备及其在NaCl溶液中的腐蚀行为研究

来源 :兰州理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xtwjun
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
非晶合金原子排布呈现短程有序、长程无序的特殊结构,其内部不存在晶界、位错等微观缺陷,从而使这类材料拥有一些优异的力学、物理和化学性能。随着海洋资源的开发,人们对在海洋环境中服役装备的耐腐蚀性将提出更高的要求,寻找并探索一些新型的耐腐蚀性替代材料成为必要。非晶合金具有较高强度、硬度以及耐腐蚀性在海洋工程中具有广阔的应用前景。本文针对具有较高断裂韧性和较大玻璃形成能力的Zr基非晶合金,研究其在模拟海水中的腐蚀行为。本文主要研究Zr-Cu-Al系、Zr-Ni-Al系、Zr-Cu-Ni-Al系等Zr基非晶合金的制备及其在3.5wt.%Na Cl溶液中的腐蚀行为。研究了Zr基非晶合金中组成元素对玻璃形成能力和腐蚀性能的影响,非晶合金不同结构弛豫状态对腐蚀性能的影响以及钝化膜的形成和破坏等腐蚀行为。主要研究结果如下:(1)Zr-Cu-Al系中Zr/Cu减小(Cu增加)有利于玻璃形成能力的提高,Zr-Ni-Al系中Zr/Al减小有利于玻璃形成能力的提高。Zr-Ni-Al系比Zr-Cu-Al系非晶合金的抗腐蚀性能高。Zr-Cu-Al系中随Zr/Cu增大抗腐蚀性能提高,Zr-Ni-Al系中随Zr/Al增大抗腐蚀性能提高。非晶合金的钝化膜成分主要为合金元素对应的氧化物。(2)Zr-Cu-Ni-Al系非晶合金中Ni元素含量的增加能够提高非晶合金的抗腐蚀性能。Zr-Cu-Ni-Al系非晶合金的抗腐蚀性能优于Zr-Cu-Al系非晶合金。Zr-Cu-Ni-Al系非晶合金也发生点蚀,含Ni元素较多且Zr/Al较大的Zr65Cu15Ni10Al10非晶合金相比含Ni较少的Zr55Cu30Ni5Al10具有更好的抗腐蚀性能。Zr-Cu-Ni-Al系非晶合金表面形成的钝化膜成分主要为ZrO2、Al2O3和NiO。(3)非晶合金退火处理降低了非晶合金中自由体积含量,结构上具有更好的稳定性。退火态非晶合金相比晶态合金和铸态非晶合金具有较高的抗腐蚀性能,其中退火2 h和4 h非晶合金的抗腐蚀性能最优。结构弛豫能够提高非晶合金的耐腐蚀性能,可能与非晶合金的结构稳定性有关。(4)Zr基非晶合金均发生点蚀,钝化膜被Cl-吸附破坏,致使金属发生溶解。含Cu元素的Zr基非晶合金中出现Cu元素的选择性溶解现象,即Cu元素累积聚集,其他元素溶解。含Cu元素的Zr基非晶合腐蚀坑内形成原电池反应,加速了腐蚀速度。
其他文献
双相不锈钢是一种单一钢种且兼有各项优异性能的金属材料,在石油、化工等领域得到了广泛应用。双相不锈钢组织为铁素体+奥氏体两相结构,当双相比例平衡时,其性能达到最佳。目前,对2205双相不锈钢焊接性问题的研究越来越广泛,不同的焊接工艺和板厚都对焊接接头的组织和性能产生较大影响。本文采用手工电弧焊(SMAW)、钨极氩弧焊(GTAW)、钨极氩弧焊打底+手工电弧焊填充(GTAW+SMAW)三种焊接方法分别对
沉淀强化Fe-Ni基奥氏体合金因其优异的力学性能、良好的耐腐蚀性、较为宽广的服役温度范围和较低的氢脆敏感性被广泛应用于增压器、喷气发动机和储氢罐。实际工程应用中,常采用焊接技术将构件组合连接,然而焊接过程不可避免地会造成母材与焊缝微观结构的差异从而造成焊缝的力学性能和抗氢脆性能下降。本文在对沉淀强化Fe-Ni基奥氏体合金焊件服役安全寿命的评估过程中,发现外加拉应力的大小影响焊缝的氢致延迟断裂模式,
随着波形控制技术的向前发展,出现了运用于实际焊接场合的许多波形,其中脉冲、双脉冲的波形最为常见,随着焊机数字化技术的成熟,广义的双脉冲波形也随之出现,所以本课题在国内外焊机研究的基础上,以“DSP+MCU”双核为控制核心,设计了基于等速送丝方式下采用调节占空比来稳定弧长的“多波形”GMAW焊机,设计的“多波形”GMAW焊机在一台焊机上能够输出多种波形,主要能够输出直流、脉冲、双脉冲波形,从而使焊机
金属增材制造作为增材制造领域的一个重要分支,是未来实现传统加工制造向以工业4.0为导向的数字化智能制造转型升级和变革的最重要技术支撑之一。以电弧为载能束的电弧增材制造技术(Wire and Arc Additive Manufacturing,WAAM)具有材料利用率高、成形速度快、制造成本低等优点,相比于高能束金属增材制造,更适合大尺寸复杂结构件的快速近净成形。但基于钨极氩弧焊、熔化极气体保护焊
在现代工业中,轻量化是一个很重要的方向,而轻质材料的使用是轻量化发展的一个重要途径。塑料具有质量轻、耐蚀性高和力学性能良好等优点,因此,研究塑料与金属材料之间的连接技术是非常重要的。铝合金是金属材料中质量较轻的一种材料。目前,铝合金和塑料连接方法主要有螺栓连接、铆接、胶接、注塑连接和焊接。螺栓连接和铆接的孔洞易产生应力集中;胶接界面的抗冲击和剥离强度较低;注塑连接强度有限;焊接自动化程度高。其中,
活性钨极氩弧焊(A-TIG)是一种特殊的TIG焊接方法,该方法具有大幅增加焊缝熔深、提高生产效率、改善焊缝成形的突出优势。在工业生产中拥有广阔的应用前景,但当前对于熔深增加机理缺乏统一认识,限制了其在工业领域中的进一步应用。目前科研工作者对熔深增加机理普遍所接受的理论为:电弧收缩理论和表面张力改变理论,但研究结果却存在很大差异。电弧收缩理论主要通过电弧形态和数值模拟来研究,研究结果受实验设备和模型
本文采用铜模吸铸法制备块体非晶合金试样,首先以Zr-Cu-Ni-Al-Y合金体系为研究对象,设计合金成分为(Zr0.6336Cu0.1452Ni(0.1012Al0.12100-XYx(x=0,0.2,0.5,0.6,1,1.2,1.5,2,3 at.%)。利用X射线衍射仪(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)、显微硬度仪以及电化学工作站研究分析稀土Y对Zr基块体非晶合金热
纳米晶金属材料结构失稳是限制其实际应用的突出瓶颈。目前,为了提高纳米晶金属材料的稳定性,一般是通过合金化方法从热力学和动力学两个方面实现对晶界迁移的抑制。合金化方法虽可以有效地提升纳米晶金属的稳定性,但是与基体相异的溶质元素难免会影响基体本身的性能。此外,合金化方法对于纳米晶纯金属而言并不适用。所以,在不依赖或者少依赖合金元素的前提下,抑制晶界迁移,提升纳米晶金属材料稳定性亟需探索新的途径。基于此
根据新型基础设施建设项目,特高压输电、城际高铁及轨道交通发展成为首要目标。作为导电性能最好的铜金属强度不足,合金化又使纯铜电导率下降严重,为探寻强度与电导率的匹配,本课题以Cu0.4Cr0.3Zr合金为研究对象,采用室温及液氮环境进行不同路径ECAP,变形后合金在450℃下时效不同时长。运用OM、XRD、EDS、SEM、EBSD及显微硬度测量等技术对不同状态下合金的性能进行表征,分析了不同因素对合
桥梁作为道路交通系统的重要组成部分,其安全服役至关重要。随着交通荷载的持续增加,大多桥梁出现了不同程度的损伤和劣化,有些损伤直接影响运营安全。近年来,桥梁安全事故频发,不仅造成大量生命财产损失,也引起了社会恐慌,因此,开展桥梁健康监测与损伤识别的研究尤为迫切重要。本文基于目前桥梁损伤识别的研究现状,在前人研究的基础上,以影响线为切入点,提出利用对称测点的位移和转角影响线差值及其差值曲率作为损伤识别