N80油管钢的CO_2高温高压腐蚀电化学行为与机理研究

在高温高压釜中模拟油气井腐蚀环境 ,采用电化学交流阻抗和动电位扫描极化曲线测试技术 ,研究了N80钢在温度为 10 0℃ ,CO2 分压为 1.18MPa条件下的腐蚀电化学行为和阳极与阴极反应机理 ,实时监测了腐蚀产物膜对腐蚀行为和腐蚀反应机理的影响 .研究结果表明 :N80钢的阳极反应过程服从Bockris机理 ;N80钢的阴极反应以H2 CO3的还原为主 ;反应中间产物吸附与腐蚀产物膜覆盖的竞争导致交流阻抗谱随腐蚀时间而变化 ,影响着钢的腐蚀行为 ,产物膜对钢基体具有一定的保护作用     

固态金属致脆裂纹的萌生与致脆原子输运机制

提出了利用锥形试样,以离子束增强沉积银实现银与试样表面接触,并通过慢应变速率拉伸加载,确定了Ｔｉ６Ａ１４Ｖ合金固体银致脆裂纹萌生应力,萌生应变、萌生寿命和裂纹扩展临界应力强度因子的方法。     

加弧辉光离子渗NiCr与喷丸强化复合处理对钛合金微动疲劳性能的影响研究

研究了钛合金表面加弧辉光离子渗NiCr层的相组合和分布,对NiCr渗 层进行喷丸形变强化后处理,以协同提高钛合金耐微动疲劳性能。研究结果表明：利用加弧辉光离子渗技术可以获得由Ni3Ti金属间化合物等组成的渗镀复合层,从而提高钛合金的表面硬度和耐磨性能;NiCr渗层的耐磨性能与喷丸强化引入的表面残余压应力协同作用,使钛合金经加弧辉光离子渗NiCr和喷丸形变强化复合处理后的耐微动疲劳性能较单一喷丸强化处理更好。     

ZrN单层、多层、梯度层及复合处理层对不锈钢固体粒子冲蚀行为的影响

对比研究了离子镀ZrN单层、多层、梯度层及其与离子渗氮复合处理对2Cr13马氏体不锈钢抗大小攻角固体粒子冲蚀性能的影响规律,通过硬度、韧性、结合强度、动静态承载能力等特性的综合测试与分析,探讨了表面处理层对不锈钢固体粒子冲蚀行为的作用机制.结果表明,上述4种表面改性层均显著提高了2Cr13不锈钢表面的硬度和抗微切削能力,因而有效改善了2Cr13钢抗30°小攻角固体粒子冲蚀性能.经离子渗氮层上沉积ZrN梯度层的复合处理后,其硬度由表面至基材呈梯度分布,界面应力分布连续性好,承载能力和抗塑性变形能力高,多冲疲劳性能优,能够显著提高基材抗90°大攻角固体粒子的冲蚀能力.然而,ZrN单层、多层、梯度层的抗多冲疲劳性能较差,其抗大攻角固体粒子的冲蚀能力反而不及2Cr13基材.     

MoS2／Ti复合薄膜对Ti811合金高温摩擦磨损性能及微动疲劳行为的影响

利用非平衡磁控溅射方法在Ti811合金表面制备MoS2/Ti复合薄膜,研究薄膜的成分、膜-基结合强度和显微硬度,以及MoS2/Ti复合薄膜对Ti811合金基材在350℃中的摩擦磨损性能和微动疲劳性能的影响.结果表明:利用非平衡磁控溅射技术可以获得致密度高、晶粒细化、孔隙率低和膜-基结合强度高的MoS2/Ti复合薄膜;MoS2/Ti复合薄膜对Ti811合金表面具有良好的减摩润滑作用,能够显著改善Ti811合金在350℃下的摩擦磨损性能和微动疲劳性能;经喷丸强化处理后再进行非平衡磁控溅射MoS2/Ti复合薄膜,可以使Ti811合金在350℃下的耐微动疲劳性能优于MoS2/Ti薄膜,但不及喷丸强化处理的结果.这是由于非平衡磁控溅射工艺过程降低了喷丸强化层的残余压应力.     

带镀层300M超高强度钢应力腐蚀行为与机理研究

利用慢应变速率拉伸试验（ＳＳＲＴ）和预裂纹平面应变（ＷＯＬ）试样,研究了电镀Ｃｒ、Ｃｄ－Ｔｉ及真空离子镀Ａｌ对国产３００Ｍ高强度钢的力学行为和应力腐蚀断裂行为的影响,揭示了带镀层３００Ｍ钢应力腐蚀开裂（ＳＣＣ）机制。结果表明,电镀过程中钢基体渗氢与镀层的缺陷使３００Ｍ钢基体的塑性受损失,真空离子镀Ａｌ对３００Ｍ钢的力学性能无明显影响;阴极镀层加速的电偶腐蚀,对镀Ｃｒ３００Ｍ钢的ＳＣＣ过程有明显的促     

长时腐蚀过程中异种材料连接结构的失效机理与性能弱化机制

电偶腐蚀是腐蚀环境下异种材料连接结构的重要失效形式。本文采用浸泡腐蚀试验开展了异种材料连接结构在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为研究,并通过扫描电子显微镜(SEM)和材料拉伸实验对试样的腐蚀形貌观察和力学性能测试,分析了长时腐蚀过程中异种材料连接结构的失效机理与性能弱化机制。研究结果表明,电偶因素和缝隙腐蚀因素联合作用使2A12铝合金的力学性能指标明显降低,但是对强度指标(屈服强度和断裂强度)的影响程度没有对塑性指标(延伸率和断面收缩率)的影响程度大。     

TIN / Ti 复合膜与多层膜对Ti811 合金高温摩擦性能及微动疲劳抗力的影响

在Ti811钛合金表面分别利用真空阴极电弧沉积技术和磁控溅射技术制备了TiN/Ti复合膜,利用磁控溅射技术制备了TiN/Ti多层膜,测试了膜层的剖面成分分布、膜基结合强度、膜层显微硬度和韧性,对比研究了不同结构膜层对钛合金基材摩擦学性能和高温微动疲劳抗力的影响.结果表明:TiN/Ti复合膜和多层膜均有效提高了钛合金表面的硬度和耐磨性能;电弧沉积TiN/Ti膜层对钛合金高温微动疲劳抗力的改善程度高于磁控溅射TiN/Ti膜层,原因归于电弧沉积TiN/Ti膜层强韧性好、结合强度高,且膜层中的钛颗粒有良好的减摩润滑作用;磁控溅射TiN/Ti多层膜对钛合金高温微动疲劳抗力的改善程度高于磁控溅射TiN/Ti复合膜层,原因是前者韧性高、减摩润滑作用显著.     

经不同表面改性处理的钛合金的微动疲劳和微动磨损行为对比研究

对比研究了钛合金微动疲劳(FF)和微动磨损(FW)失效行为,考察了表面喷丸强化和氮化等表面处理对钛合金微动疲劳和微动磨损性能的影响,探讨了钛合金微动磨损和微动疲劳性能的相关性.结果表明,钛合金微动疲劳和微动磨损损伤表面形貌特征相似;当微动位移幅较大、微动区发生整体滑动时,微动接触区磨损有利于延缓微动疲劳裂纹萌生;而在小位移幅、部分滑移情况下,局部磨损促进微动疲劳裂纹萌生.利用喷丸强化在钛合金表面引入残余压应力,可以在降低摩擦系数的同时,提高钛合金抗微动疲劳和微动磨损失效的能力;氮化处理后钛合金表面硬度提高,有利于改善其微动磨损性能,但表面韧性降低导致抗微动疲劳能力降低.因此,在提高表面硬度的同时,不应忽视表层韧性的降低对钛合金微动疲劳性能的不利影响.     

Cr-N涂层高速钢在Na3PO4水溶液中的摩擦－腐蚀电化学噪声行为

在M2高速钢表面磁控溅射制备Cr-N耐磨减摩涂层,用SEM观察涂层组织,采用XPS及GDOES分析涂层表面价态及主要元素分布情况,利用附带电化学噪声装置的微动摩擦学试验机测试涂层及基材在0.02mol/LNa3PO4溶液环境下的摩擦学性能及其同步电化学噪声变化规律,并与涂层及基材在干摩擦条件下的摩擦学性能指标进行对比.研究结果表明:涂层为双层及双组分结构,组成相为Cr+CrN:涂层在空气介质中表现出优异的耐磨减摩特性,但在Na3PO4水溶液环境下介质中,由于涂层接触区域的去钝化/再钝化以及界面点蚀使腐蚀和磨损相互加速,导致Cr-N涂层丧失了减摩及抗磨作用,失效行为完全不同于干摩擦条件.