nicrmocu合金的耐蚀性能研究

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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