电沉积钨合金镀层与基体铁基合金的电偶腐蚀研究

发布时间：2017-08-21 18:13

  本文关键词：电沉积钨合金镀层与基体铁基合金的电偶腐蚀研究

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【摘要】：电沉积技术由于其能在保持基体材料原有机械性能的基础上赋予基体表面优良的物理和化学性能而在基体防护方面具有广泛的应用。然而,电沉积镀层与基体之间通常存在电位差,当表面镀层发生破损或有局部缺陷时,就容易成为腐蚀介质穿透镀层到达基体材料的直接通道,直接接触的镀层与基体在界面处就会形成腐蚀原电池,出现电偶腐蚀现象,因此研究镀层和基体之间的电偶腐蚀,对实际运用选材和减小腐蚀损失具有重要的研究意义。电沉积钨合金具有高硬度、高耐磨性、高热力学稳定性和优越的耐蚀性能,已用于油田设备的防腐耐磨,目前关于钨合金与基体之间的电偶腐蚀研究尚未见报道,为了更好的应用钨合金,研究其与基体的电偶腐蚀情况非常必要。本文通过传统的电偶腐蚀研究方法首次系统的研究了基体铁基合金与钨合金镀层在3.5wt%Na Cl溶液中的电偶腐蚀行为,为钨合金的应用提供了重要的理论依据。具体工作如下:1、通过电化学测试和腐蚀失重浸泡实验系统的研究了基体铁基合金与镀层Ni-W-P合金在3.5 wt%Na Cl溶液中的电偶腐蚀行为及其机理。Ni-W-P合金具有比铁基合金更优异的耐腐蚀性,电位较正,腐蚀电流较小,铁基合金的开路电位均负于Ni-W-P合金;当Ni-W-P合金与铁基基体合金构成的电偶腐蚀对时,铁基基体合金为原电池阳极,Ni-W-P合金作为原电池阴极;所研究的铁基基体合金由于在成分和组织结构上的差异而表现为不同的电偶腐蚀行为;电偶腐蚀速率大小顺序为:35Cr MoP110N80J55,其中35Cr Mo与Ni-W-P合金具有最小的电位差(△?为272 mV)和最大电偶腐蚀效应系数(γ为1.9406),J55与Ni-W-P合金具有较大的电位差(△?为298 mV)和最小电偶腐蚀效应系数(γ为1.2098)。2、通过电化学测试和腐蚀失重浸泡实验系统的研究了基体铁基合金与Fe-Ni-W合金镀层在3.5 wt%Na Cl溶液中的电偶腐蚀行为及其机理。Fe-Ni-W合金具有比铁基合金更优良的耐腐蚀性,电位较正,腐蚀电流较小,铁基合金的开路电位均负于Fe-Ni-W合金。Fe-Ni-W合金与基体铁基合金构成电偶腐蚀对时,基体铁基合金为原电池阳极,Fe-Ni-W合金作为原电池阴极;Fe-Ni-W合金与铁基合金构成电偶对时由于Fe-Ni-W的结构中形成了大量的腐蚀微电池分散了电偶腐蚀电流而使其电偶腐蚀效应系数都较小。电偶腐蚀速率大小顺序为:35Cr MoN80P110J55。3、通过电化学测试和腐蚀失重浸泡实验系统的研究了基体铁基合金与Ni-P合金、热处理的Fe-Ni-W和Ni-W-P合金镀层的电偶腐蚀行为及其机理。通过热处理的钨合金镀层表现出不同的耐蚀性能,耐蚀性能排序为:Ni-W-PFe-Ni-W化学镀Ni-P,当各镀层与铁基合金构成电偶对时,其中铁基合金作为原电池的阳极,镀层合金作为原电池的阴极,其铁基合金的腐蚀速率都有所增加,但由于与之构成电偶对的镀层的结构以及电位差的差异而呈现不同的电偶腐蚀程度,电偶腐蚀速率大小顺序为:Ni PNi WP(200℃)Ni WP(500℃)Fe Ni W(600℃)。
【关键词】：钨合金 铁基合金 电偶腐蚀 机理
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG174.4;TQ153.19
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-23
• 1.1 金属腐蚀11
• 1.2 电偶腐蚀概述11-20
• 1.2.1 电偶腐蚀的定义11-12
• 1.2.2 电偶腐蚀发生的条件12-13
• 1.2.3 电偶腐蚀发生的判据13-14
• 1.2.4 电偶腐蚀的影响因素14-16
• 1.2.5 研究电偶腐蚀的方法16-18
• 1.2.6 控制电偶腐蚀的措施18-19
• 1.2.7 电偶腐蚀的研究现状19-20
• 1.3 钨合金镀层概述20-22
• 1.3.1 Ni-W-P合金的组成和性能20-21
• 1.3.2 Fe-Ni-W合金的组成和性能21-22
• 1.4 本课题选题的意义和内容22-23
• 第2章 基体铁基合金与镀层Ni-W-P合金的电偶腐蚀研究23-33
• 2.1 前言23
• 2.2 实验部分23-25
• 2.2.1 仪器与试剂23-24
• 2.2.2 实验方法24-25
• 2.3 结果和讨论25-31
• 2.3.1 P110，35Cr Mo，J55，N80及Ni-W-P合金腐蚀行为研究25-27
• 2.3.2 P110，35Cr Mo，J55，N80与Ni-W-P合金电偶腐蚀研究27-30
• 2.3.3 电偶腐蚀机理研究30-31
• 2.4 小结31-33
• 第3章 基体铁基合金与镀层Fe-Ni-W合金的电偶腐蚀研究33-42
• 3.1 前言33
• 3.2 实验部分33-35
• 3.2.1 仪器与试剂33-34
• 3.2.2 实验方法34-35
• 3.3 结果与讨论35-41
• 3.3.1 Fe-Ni-W合金的显微形貌和组分35
• 3.3.2 开路电位曲线35-36
• 3.3.3 动电位极化曲线36-38
• 3.3.4 电偶腐蚀效应系数38-39
• 3.3.5 电偶对的宏观腐蚀形貌39-40
• 3.3.6 腐蚀模型40-41
• 3.4 小结41-42
• 第4章 基体铁基合金与热处理钨合金镀层的电偶腐蚀研究42-53
• 4.1 前言42-43
• 4.2 实验部分43-44
• 4.2.1 仪器与试剂43
• 4.2.2 实验方法43-44
• 4.3 结果与讨论44-51
• 4.3.1 开路电位曲线44-45
• 4.3.2 动电位极化曲线45-47
• 4.3.3 电偶腐蚀研究47-50
• 4.3.4 腐蚀模型50-51
• 4.4 小结51-53
• 结论53-54
• 参考文献54-62
• 附录A 本文作者相关论文题录62-63
• 致谢63

【参考文献】

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本文编号：714366