含氯溶液中硫化物对铁基块体非晶合金点蚀萌生与扩展的影响机制
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:51461031
- 项目类别:地区科学基金项目
- 资助金额:48.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:E0106.金属低维与亚稳材料
- 结题年份:2018
- 批准年份:2014
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2015-01-01 至2018-12-31
- 项目参与者:Yi Seonghoon; 黄永德; 刘奋成; 王帅星; 毛育青; 章恒瑜; 李娟;
- 关键词:
项目摘要
The pitting corrosion resistance of Fe-based bulk metallic glass (Fe-BMG) will be deteriorated since the homogeneity in chemical composition and microstructure is destroyed by in situ formed sulfide in Fe-BMG fabricated using raw industrial materials. Up to now, the researches about pitting corrosion resistance of Fe-BMG are lack, and no one of pitting initiation theories is approved comprehensively, moreover, the behaviors of pitting propagation are not explored extensively.all of those will impede the engineering application of Fe-BMG as anti-corrosive material. In this project, Fe-BMG will be fabricated using pig-iron and another ferralloys in industrial condition. By changing addition of alloying elements Mn and S, the characteristics of sulfide inclusion, such as size, shape and composition, will be varied. By analyzing the effects of sulfide inclusion on pitting corrosion resistance with electrochemical Lab-station in chloride solution, the quantitative analysis model will be established between the characteristics of sulfide inclusion,chlorinic ion concentration, envioremental temperature and pitting potential, so pitting susceptibility will be evaluated for Fe-BMG in chloride solution. With the equipments of AFM, EPMA, SIMS, XPS and so on, the pitting mechanism of Fe-BMG will be explored by analyzing the variation about the characteristics of passive film, the shape of sulfide inclusion, the composition of metallic matrix in interface, and the three-dimension size of pit hole, and exploring the regularity of the pitting initiation and pitting propagation in Fe-BMG, and establishing thermodynamic rule of pit initiation and the kinetic model of pit propagation, which will provides experimental and theoretical principle for promoting the extinsive application of Fe-BMG as anti-corrosive materials in industry.
采用工业原材料制备的铁基块体非晶合金中容易形成硫化物夹杂,破坏其化学成分和显微结构的均匀性,降低非晶合金的耐点蚀性能。目前,鲜有关于铁基块体非晶合金点蚀性能的相关研究,对铁基非晶合金点蚀的萌生机理尚未形成统一认识,且对其扩展规律并不清楚,阻碍铁基块体非晶合金作为耐蚀材料的工程应用。本项目以工业纯铁及其它铁合金为原材料,在工业环境下制备铁基块体非晶合金,改变Mn、S元素含量,控制硫化物特性,如大小、形状及成分,研究含氯溶液中硫化物对其点蚀性能的影响;建立硫化物特性、氯离子溶度、温度与点蚀电位之间的定量分析模型,分析其点蚀敏感性;采用AFM、EPMA、TEM及XPS等,研究钝化膜特征、硫化物形貌、基体界面区成分及蚀孔三维尺寸的变化规律,探索铁基非晶合金点蚀萌生与扩展规律,建立点蚀萌生的热力学准则和扩展的动力学模型,揭示其点蚀机理,为促进铁基块体非晶合金作为耐蚀材料的工程应用提供试验和理论依据
结项摘要
采用工业原材料制备铁基非晶合金中容易形成夹杂,破坏其化学成分和显微结构的均匀性,降低非晶合金的耐点蚀性能。项目采用水冷铜模吸铸法和超音速火焰喷涂技术分别制备块体铁基非晶合金及合金层,通过浸泡、电化学法测试非晶非晶合金的耐点蚀性能,采用SEM、TEM等分析腐蚀产物和腐蚀形貌,揭示硫化物夹杂对铁基非晶合金点蚀性能的影响机制。通过项目研究,获得以下主要结果:.1)铁基非晶合金基体中硫化物为Al2S3,退火后,晶化相包括α-Fe、Fe3C和Fe3B等;铁基非晶涂层中含有少量氧化物FeO和一些晶化相,如α-Fe、Fe3C。.2)非晶铸棒在0.5mol/L的H2SO4、HCl、NaOH、NaCl溶液中均拥有优异的耐腐蚀性能,其腐蚀速率均呈现先升高,之后逐渐趋于稳定的规律;其腐蚀速率大小关系为:在H2SO4溶液中的腐蚀速率最大,HCl次之,而NaOH和NaCl中相对较低,二者的腐蚀速率比较接近。.3)非晶铸棒在不同浓度、不同温度的H2SO4、HCl、NaOH、NaCl溶液中的动电位极化曲线均呈现明显的钝化现象,且均未表现出明显的点蚀现象。.4)采用超音速火焰喷涂技术,制备了铁基非晶涂层,涂层成形良好,涂层厚度达300μm、孔隙率约为1%、非晶含量高达99.6%。.5)铁基非晶涂层具有优异的耐蚀性能,其耐蚀性能于涂层的孔隙率和非晶含量相关;非晶含量越高、孔隙率越低,非晶涂层的耐蚀性能越好。铁基非晶层在氯离子溶液中具有优异的自钝化能力,耐蚀性能优于SUS316不锈钢。.6)在HCl溶液中,在非晶涂层界面两侧出现贫铬现象,导致点蚀发生;建立了点蚀萌生的模型。.7)在FeCl溶液中,硫化物夹杂是点蚀的萌生源;晶化相的析出,加速点蚀的发生。
项目成果
期刊论文数量(15)
专著数量(1)
科研奖励数量(2)
会议论文数量(2)
专利数量(3)
FeSiB 非晶薄带激光焊焊缝成形及接头力学性能
- DOI:--
- 发表时间:2016
- 期刊:中国激光
- 影响因子:--
- 作者:龚玉兵;王善林;柯黎明
- 通讯作者:柯黎明
热输入量对HVOF 铁基非晶涂层制备及性能的影响
- DOI:--
- 发表时间:2018
- 期刊:精密成形工程
- 影响因子:--
- 作者:杨翔麟;王善林
- 通讯作者:王善林
Fe 基非晶合金涂层的研究进展
- DOI:--
- 发表时间:2017
- 期刊:热加工工艺
- 影响因子:--
- 作者:龚玉兵;王善林
- 通讯作者:王善林
Microstructure and Mechanical Properties of Resistance Spot Welds for Fe-based Metallic Glass
铁基金属玻璃电阻点焊的显微组织和力学性能
- DOI:10.1007/s11595-018-1917-6
- 发表时间:2018-07
- 期刊:武汉理工大学学报-材料科学
- 影响因子:--
- 作者:王善林;龚玉兵
- 通讯作者:龚玉兵
含硫化物夹杂铁基块体非晶合金在HCl溶液中的腐蚀行为
- DOI:--
- 发表时间:2018
- 期刊:中国腐蚀与防护学报
- 影响因子:--
- 作者:黄勇;王善林
- 通讯作者:王善林
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其他文献
Corrosion behaviors of thermally grown oxide films on Fe-based bulk metallic glasses
铁基大块金属玻璃上热生长氧化膜的腐蚀行为
- DOI:10.1007/s12613-012-0619-x
- 发表时间:2012-08
- 期刊:International Journal of Minerals Metallurgy and Materials
- 影响因子:4.8
- 作者:Hong-xiang Li;王善林
- 通讯作者:王善林
工艺参数对钛/铝搅拌摩擦点焊成形及拉剪性能影响
- DOI:--
- 发表时间:2015
- 期刊:热加工工艺
- 影响因子:--
- 作者:张志涛;陈玉华;王善林
- 通讯作者:王善林
钛合金先进焊接技术研究现状
- DOI:10.16080/j.issn1671-833x.2019.18.063
- 发表时间:2019
- 期刊:航空制造技术
- 影响因子:--
- 作者:孙文君;王善林;陈玉华;黄永德;柯黎明
- 通讯作者:柯黎明
Ti、Sc对Al-Mg-Zr合金组织和力学性能的影响
- DOI:--
- 发表时间:2014
- 期刊:特种铸造及有色合金
- 影响因子:--
- 作者:杨成刚;陈和;刘奋成;王善林
- 通讯作者:王善林
一种新式辊齿自适应堆焊修复设备
- DOI:10.3969/j.issn.1674-6457.2021.02.019
- 发表时间:2021
- 期刊:精密成形工程
- 影响因子:--
- 作者:郭吉萍;吴鸣;胡锦扬;王善林;陈玉华
- 通讯作者:陈玉华
其他文献
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