Al0.3CoCrFeNi高熵合金电化学腐蚀及空泡腐蚀行为研究

来源 :沈阳工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:eastfoot01
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
高熵合金是区别于传统单主元合金的一种新型多主元合金。Al0.3CoCrFeNi高熵合金由于其表现出来的高强度、高塑性以及较好的抗疲劳性能诸多优异性能,近年来得到了大量关注。金属在流体中服役时(例如高压的锅炉、管道及阀门)面临着电化学腐蚀失效及空泡腐蚀失效的问题。Al0.3CoCrFeNi高熵合金卓越的综合力学性能、高含量的耐蚀元素使其有潜力在不损失强度的情况下获得良好的耐蚀性,从而解决结构材料的腐蚀及空蚀失效问题。单相的Al0.3CoCrFeNi高熵合金强度不足以满足服役要求。目前主要通过引入第二相对其进行强化,其中主要的强化相为B2相。但是引入B2相在提高力学性能的同时,也会影响其耐蚀性。而已开展的相关腐蚀研究主要通过成分调控引入B2相,同时还会伴随其他相的产生,导致目前尚不完全明确B2相对Al0.3CoCrFeNi高熵合金耐蚀性的影响规律和机制。此外,目前也缺乏Al0.3CoCrFeNi高熵合金空蚀行为及B2相影响的研究。本文通过退火工艺调控轧制后Al0.3CoCrFeNi高熵合金的B2相,系统研究其对耐蚀性能和空蚀性能的影响规律及机制。首先,通过微观组织结构表征、电化学测试、表面分析研究了B2相对Al0.3CoCrFeNi高熵合金在3.5 wt%Na Cl溶液中腐蚀行为的影响。微观结构表征和电化学分析发现,随着退火温度的降低,B2相含量增加,点蚀抗力降低。因此,B2相对Al0.3CoCrFeNi高熵合金的耐腐蚀性不利。基于腐蚀形貌观察、SKPFM测试以及恒电位极化曲线定量解析,上述现象可以归因于B2相的优先溶解导致点蚀形核更容易,以及较慢的再钝化速率导致点蚀扩展更容易。通过失重测试结合电化学分析研究了Al0.3CoCrFeNi高熵合金在纯水和3.5 wt%Na Cl溶液中的空蚀损伤及机理。1150 oC均质化退火处理以及后续进行800 oC退火处理的两种Al0.3CoCrFeNi高熵合金均表现出优于304不锈钢的抗空蚀性能,但两种热处理状态的Al0.3CoCrFeNi高熵合金空蚀损伤机制不同。均质化退火处理的Al0.3CoCrFeNi高熵合金的空蚀损伤主要由纯空蚀损伤造成。而800 oC退火处理的Al0.3CoCrFeNi高熵合金的空蚀损伤由纯空蚀以及腐蚀对空蚀的促进作用共同引起。较强的腐蚀对空蚀的促进作用也使得800 oC退火处理的Al0.3CoCrFeNi高熵合金的空蚀损伤比均质化处理的样品略严重。深入的机理分析发现,上述腐蚀对空蚀的促进作用主要是由于B2择优溶解形成点蚀坑促进了空蚀损伤。此外,空蚀在不同阶段对腐蚀也有影响,空蚀初期通过促进氧传质使自腐蚀电位Ecorr增大;在后期则通过破坏钝化膜使Ecorr负移、icorr增大,促进了腐蚀。空蚀在初期以促进氧传质为主使Ecorr正移动;在后期以破坏钝化膜为主使Ecorr负移,icorr增大。
其他文献
Ti6Al4V合金具有良好的生物相容性和综合力学性能,可以作为金属类植入材料广泛应用于生物医学领域。但Ti6Al4V合金较差的耐磨性能以及生理条件下耐蚀性能的不足限制了其进一步的发展。表面改性是有助于改善上述问题并提升Ti6Al4V使役性能的有效途径,而改性材料和改性方法的选择至关重要。本课题以医用Ti6Al4V合金作为研究对象,选择了无细胞毒性的Ti、Zr、Nb三种元素作为改性涂层组分、技术成熟
学位
分段压裂水平井正在成为我国煤层气地面开发的主流技术,部分单井产量很高,但仍然存在大量低产井,揭示出水平井存在技术适应性不强、技术可移植性差等问题。鉴于此,作者依托沁水盆地大宁区块及其LDP-XX井分段多簇密集压裂先导示范水平井,探索了分段多簇密集压裂水平井煤储层地质条件适应性,据此形成了分段多簇密集压裂水平井优化设计理论与技术,取得如下主要创新认识:第一,揭示了煤层气水平井分段多簇密集压裂适用的煤
学位
文化拓扑结构与文化空间结构密切相关。梳理长江流域的文化拓扑结构,有利于厘清长江文化空间中的多线性关系,揭示长江文化的演进特征。长江流域各省市因其相似的历时性与共域性,共同建构了具有拓扑群结构的长江文化共同体。长江文化共同体具有时空连续、文化折叠、空间叠写与文化飞地等拓扑性质,通过共享以“水”为中心的水线索历史文本、水韵文学文本、江水艺术文本与长江流域改革实践文本,形成长江流域共同的文化记忆空间,由
期刊
等离子喷涂-物理气相沉积(PS-PVD)结合了等离子喷涂(PS)和电子束物理气相沉积(EB-PVD)的优势,被公认为最具发展潜力的先进航空发动机热障涂层制备技术之一。PS-PVD技术能够制备高性能的柱状热障涂层的关键在于等离子射流实现了喷涂粉末气化。随着提升涂层性能变得愈发困难,需要更加深刻地认识PS-PVD等离子射流特性,以获得性能更加优异的涂层。等离子喷枪阳极作为等离子喷枪的核心部件,其尺寸结
学位
8Cr4Mo4V钢具有高硬度、高强度和良好的尺寸稳定性等优异的性能,被广泛应用于制造航空发动机零部件的主轴轴承。航空航天工业的不断发展要求轴承钢具有较长的使用寿命和良好的工作稳定性。热处理作为提升轴承钢力学性能的关键步骤,需要不断地去探索加以改进以达到更好的效果。热处理过程中碳化物的析出对于轴承钢的性能具有非常重要的影响,本文主要研究在不同热处理工艺下8Cr4Mo4V钢中的碳化物的析出类型、形貌和
学位
电机作为自来水泵站能量传递的关键部件,其效率高低对泵站综合能耗产生直接影响。本文介绍了高效异步电机的运行原理、主要特点和应用案例,分析了其在泵站中的节能效果,为高效异步电机的推广和应用提供参考。
期刊
近年来,人们利用增材制造(AM)技术实现钛合金结构件的近净成形获得了快速发展,但AM成形件往往需要进行热处理才能满足现阶段航空航天领域的高标准要求。因此,为了避免热处理工艺制造成本高、生产周期长及大型结构件热处理困难等问题,可以针对钛合金的特点,通过添加合金化元素的方式对沉积态组织进行调控,从而进一步提高其力学性能。本课题采用激光熔化沉积(LMD)技术向TC4中分别添加一定质量分数(2%,4%,6
学位
随着大健康战略的提出及人们健康意识的增强,酸枣仁国内外市场需求前景广阔,同时在乡村振兴政策的拉动下,酸枣仁产业迎来最佳历史机遇期。如何抓住机遇对酸枣仁产业发展具有重要意义。该研究采用实地调查和文献查阅法对酸枣仁产业发展的比较优势,发展困境进行深入分析。结果表明:酸枣仁产业在种植面积、市场价格、种植收益、加工工艺和品牌建设方面具有比较优势,同时也存在种质资源杂乱、种植管理缺乏规范、人工成本较高、采收
期刊
Zr基非晶合金具有高断裂强度、高硬度和过冷液相区超塑性的特性。但在常温状态下Zr基非晶合金发生沿单一剪切带扩展的脆性断裂,几乎不发生塑性变形,这严重制约了非晶合金在工程材料领域的广泛应用。有研究表明晶化类型为初晶型的Fe基非晶合金和Al基非晶合金在高温拉伸过程中会产生应变强化现象。Zr基非晶合金作为非晶块体非晶合金体系的重要组成部分,其高温变形机理以及在高温拉伸过程中是否会产生应变强化现象有待研究
学位
高温合金在航空和航天发动机领域的位置是至关重要的,同时在制备轮船与汽车的精密零件时也起到了不可忽视的作用。高温合金使用范围广泛,其在石化、医疗器械、交通、新能源动力等领域中获得了广泛的运用。GH4169高温合金薄壁管材主要应用于核反应堆中蒸汽发生器的传热管,卫星推力器中的毛细管以及精密仪器中的薄壁管等,而将其液压成形的GH4169合金波纹管也将广泛应用于航天发动机中负责输送燃料及液氧的特薄壁波纹管
学位