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镍铝青铜合金海水腐蚀行为研究进展

中国腐蚀与防护学报 2022年第1期42卷 25-33页

作者：张赪栋刘斌石泽耀刘岩曹青敏蹇冬辉北京化工大学材料科学与工程学院材料电化学过程与技术北京市重点实验室北京100029

如何提高镍铝青铜的综合性能,尤其是在更苛刻海水环境条件下的耐腐蚀性能,成为亟待解决的问题。本文针对镍铝青铜合金的腐蚀特点、影响因素、提高耐蚀性的方法等进行了系统讨论,分析了存在的问题,提出了相应的解决途径,并对其未来的研... 详细信息

如何提高镍铝青铜的综合性能,尤其是在更苛刻海水环境条件下的耐腐蚀性能,成为亟待解决的问题。本文针对镍铝青铜合金的腐蚀特点、影响因素、提高耐蚀性的方法等进行了系统讨论,分析了存在的问题,提出了相应的解决途径,并对其未来的研究发展方向进行了展望。

关键词：镍铝青铜耐腐蚀性能合金化表面改性

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镍铝青铜合金及其冷喷涂涂层磨蚀行为

稀有金属材料与工程 2018年第11期47卷 3493-3498页

作者：孙晓峰陈正涵李占明黄元林史玉鹏陆军装甲兵学院北京100072

采用冷喷涂技术在镍铝青铜(NAB) 9442合金上制备了较为致密,厚度约300μm的镍铝青铜涂层,使用SEM、XRD、XPS、电化学工作站、磨蚀试验机观察并测试了镍铝青铜合金与涂层的组织形貌、电化学行为与磨蚀性能。结果表明:电化学腐蚀后基体发... 详细信息

采用冷喷涂技术在镍铝青铜(NAB) 9442合金上制备了较为致密,厚度约300μm的镍铝青铜涂层,使用SEM、XRD、XPS、电化学工作站、磨蚀试验机观察并测试了镍铝青铜合金与涂层的组织形貌、电化学行为与磨蚀性能。结果表明:电化学腐蚀后基体发生了晶间腐蚀和选相腐蚀,涂层被腐蚀后颗粒上出现微孔和裂纹;磨蚀过程中存在着摩擦与钝化的协同作用以及摩擦促进阳极溶解的过程;相比于静态条件下,涂层与基体在磨蚀条件下测得的自腐蚀电位有大幅度下降,自腐蚀电流均提高了1个数量级,涂层与基体耐腐蚀性能变差;相比于干摩擦过程,磨蚀过程中涂层与基体的摩擦系数均有较大提高,减磨性能变差。

关键词：镍铝青铜冷喷涂电化学:磨蚀

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镍铝青铜合金(NAB)的研究进展

稀有金属材料与工程 2016年第3期45卷 815-820页

作者：吕玉廷王立强毛建伟吕维洁上海交通大学金属基复合材料国家重点实验室上海200240

镍铝青铜(NAB)由于具有较好的机械和耐腐蚀性能,在船舶螺旋桨和泵、阀等部件上有着广泛的应用。进一步提高其在复杂海洋工况下的腐蚀疲劳性能是制造高服役性能海洋装备的核心之一。综述了NAB在显微组织、腐蚀行为、热加工以及表面覆层... 详细信息

镍铝青铜(NAB)由于具有较好的机械和耐腐蚀性能,在船舶螺旋桨和泵、阀等部件上有着广泛的应用。进一步提高其在复杂海洋工况下的腐蚀疲劳性能是制造高服役性能海洋装备的核心之一。综述了NAB在显微组织、腐蚀行为、热加工以及表面覆层和改性等方面的研究进展,并提出了在实际应用中的问题和进一步研究的主要方向。

关键词：镍铝青铜显微组织耐腐蚀性能表面改性

镍铝青铜基冷喷涂Cu402F与Cu涂层的力学性能

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材料导报 2018年第10期32卷 1618-1622页

作者：陈正涵孙晓峰李占明史玉鹏陆军装甲兵学院装备维修与再制造工程系北京100072

针对镍铝青铜合金在实际工况中的常见失效形式,采用冷喷涂技术在镍铝青铜9442合金上制备了紫铜和Cu402F修复涂层。使用OM以及SEM观察了涂层表面与截面的微观形貌,使用XRD对涂层进行表征,使用拉伸试验机、纳米压痕试验仪、摩擦磨损试验... 详细信息

针对镍铝青铜合金在实际工况中的常见失效形式,采用冷喷涂技术在镍铝青铜9442合金上制备了紫铜和Cu402F修复涂层。使用OM以及SEM观察了涂层表面与截面的微观形貌,使用XRD对涂层进行表征,使用拉伸试验机、纳米压痕试验仪、摩擦磨损试验机测试了涂层的结合强度、显微硬度、弹性模量和摩擦学性能。结果表明:冷喷涂Cu402F涂层和紫铜涂层较为致密,厚度约为900μm;Cu402F涂层和紫铜涂层平均结合强度分别为34.37MPa和18.6MPa,显微硬度分别为5.79GPa、2.11GPa,弹性模量分别为198.23GPa、138.54GPa;Cu402F涂层摩擦系数、磨损率较低,减摩耐磨性能优于紫铜涂层。

关键词：镍铝青铜冷喷涂力学性能

镍铝青铜的微观组织和腐蚀/空蚀行为的关联性研究(英文)

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2022年

作者：宋亓宁李慧琳张皓男洪浩许楠张根元包晔峰乔岩欣河海大学机电工程学院河海大学教育部疏浚技术工程研究中心江苏科技大学材料科学与工程学院

对铸态镍铝青铜进行了四种热处理，并对铸态和热处理后的镍铝青铜在3.5 wt% NaCl溶液中的腐蚀和空蚀行为进行了对比研究。经退火后，铸态中的β’相转变为共析组织，更多的κ;从α相中析出。正火态镍铝青铜中共析组织含量减少，β’含... 详细信息

对铸态镍铝青铜进行了四种热处理，并对铸态和热处理后的镍铝青铜在3.5 wt% NaCl溶液中的腐蚀和空蚀行为进行了对比研究。经退火后，铸态中的β’相转变为共析组织，更多的κ;从α相中析出。正火态镍铝青铜中共析组织含量减少，β’含量增加，淬火态主要包含α和β’相，且由于冷速过快，κ相的析出被抑制。在随后的时效过程中，β’内析出细小的针状α和κ相。退火态耐腐蚀性最差，这是由于其具有最高含量的共析组织，而共析组织会遭受严重的选择相腐蚀。淬火态表面形成的腐蚀产物膜保护性最好，耐腐蚀性最高。对于铸态、退火和正火态，力学冲击作用是导致空蚀破坏的主导因素。淬火和淬火+时效态由于具有较高的硬度，因此耐空蚀性能较高，空蚀-腐蚀交互作用是导致空蚀破坏的主导因素，且腐蚀促进空蚀在交互作用中占比较大。

关键词：热处理镍铝青铜腐蚀腐蚀产物膜空蚀交互作用

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镍铝青铜切削加工本构模型参数辨识（英文）

Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2016年第4期26卷 1105-1111页

作者：付中涛杨文玉曾思琪郭步鹏胡树兵华中科技大学机械科学与工程学院数字制造装备与技术国家重点实验室武汉430074 华中科技大学材料科学与工程学院武汉430074

镍铝青铜材料因具有较高的强度、耐磨损及优异的抗应力腐蚀特性而广泛用于螺旋桨的制造中。为了建立其在高应变率条件下的本构关系,提出一种切削加工过程中Johnson-Cook模型参数辨识的新方法。该方法综合了SHPB动态压缩实验、可预测切... 详细信息

镍铝青铜材料因具有较高的强度、耐磨损及优异的抗应力腐蚀特性而广泛用于螺旋桨的制造中。为了建立其在高应变率条件下的本构关系,提出一种切削加工过程中Johnson-Cook模型参数辨识的新方法。该方法综合了SHPB动态压缩实验、可预测切削力模型及直角切削实验。首先,根据SHPB实验得到镍铝青铜在不同应变率和温度下的真实流变应力-应变曲线;然后,建立关于预测流变应力和实验流变应力的目标函数,将SHPB实验辨识的本构参数作为初值,采用PSO算法反演得到最终的本构参数;最后,对可预测切削力模型和有限元仿真获得的切削力进行对比,验证了所辨识参数的准确性。

关键词：镍铝青铜本构参数 Johnson-Cook模型辨识方法

镍铝青铜表面腐蚀损伤精密脉冲等离子粉末堆焊修复可行性研究

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热加工工艺 2018年第23期47卷 218-221,226页

作者：季卫星孙晓峰李占明宋巍 31689部队吉林四平136000 陆军装甲兵学院装备保障与再制造系北京100072

9-4-4-2以镍铝青铜合金板材为研究对象,配用与其成分相近的合金粉末进行了铸态铜合金精密脉冲等离子粉末堆焊探索性试验,从宏观形貌、显微组织、显微硬度、残余应力和耐腐蚀性能等各方面对堆焊层进行了评价,探讨了使用该技术修复舰船螺... 详细信息

9-4-4-2以镍铝青铜合金板材为研究对象,配用与其成分相近的合金粉末进行了铸态铜合金精密脉冲等离子粉末堆焊探索性试验,从宏观形貌、显微组织、显微硬度、残余应力和耐腐蚀性能等各方面对堆焊层进行了评价,探讨了使用该技术修复舰船螺旋桨等铜质装备零部件表面腐蚀损伤的可行性。研究结果表明:精密脉冲等离子粉末堆焊能够在镍铝青铜合金表面制备出连续均匀、组织致密的堆焊层,堆焊层残余应力较小,耐腐蚀性能、硬度满足生产要求,可应用于装备制造、修复螺旋桨等零部件的表面腐蚀损伤。

关键词：镍铝青铜腐蚀损伤精密脉冲等离子粉末堆焊可行性

镍铝青铜-钢异质金属焊接接头组织与力学性能

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焊接技术 2023年第6期52卷 16-20,I0005页

作者：吴栋杨帆胡小强陆善平中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心辽宁沈阳110016

采用手工钨极氩弧焊对镍铝青铜QAl10-5-5/低合金钢Q355进行了焊接试验,焊丝采用高Mn镍铝青铜SCu6338。对焊接接头的微观组织、拉伸、弯曲及冲击性能进行了考察与研究。结果表明,焊缝与两侧母材均达到冶金结合,焊缝由α-Cu相和富Fe组织(... 详细信息

采用手工钨极氩弧焊对镍铝青铜QAl10-5-5/低合金钢Q355进行了焊接试验,焊丝采用高Mn镍铝青铜SCu6338。对焊接接头的微观组织、拉伸、弯曲及冲击性能进行了考察与研究。结果表明,焊缝与两侧母材均达到冶金结合,焊缝由α-Cu相和富Fe组织(宏观泛铁带和富Fe枝晶)组成,富Fe组织周围存在少量微米级凝固微裂纹,凝固裂纹在被富Fe组织包围的残余铜相中形成,表明焊接时应控制钢的熔入量和富Fe组织分布均匀性。铜-钢异质界面无明显缺陷产生,形成了一层厚度约2μm的Fe-Al中间化合物层。焊接热循环作用下,镍铝青铜侧热影响区α相减少,主要为残余β相和α/κ共生相为主,其韧性较焊缝和钢侧热影响区的低。Q355侧热影响区为贝氏体组织。焊接接头弯曲测试后表面无宏观缺陷,接头拉伸均断在Q355母材,表明焊接接头力学性能良好。

关键词：镍铝青铜铜-钢异质焊接接头微裂纹力学性能

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镍铝青铜表面润湿状态的调控及其性能研究

镍铝青铜表面润湿状态的调控及其性能研究

作者：钱伟江苏大学

学位级别：硕士

海洋强国是国家发展战略中重要的一环,而海洋恶劣的环境对服役设备提出了更为严格的要求。镍铝青铜作为舰船螺旋桨的常用材料,极易在高盐以及交变循环载荷的海洋环境中发生腐蚀。近年来,超疏水表面由于其与腐蚀介质特殊的润湿界面关系,... 详细信息

海洋强国是国家发展战略中重要的一环,而海洋恶劣的环境对服役设备提出了更为严格的要求。镍铝青铜作为舰船螺旋桨的常用材料,极易在高盐以及交变循环载荷的海洋环境中发生腐蚀。近年来,超疏水表面由于其与腐蚀介质特殊的润湿界面关系,成为材料表面防护领域的研究热点。传统的超疏水表面的制备方法如喷涂法、电化学沉积法、化学刻蚀法等,由于污染大、功耗高、结合力差等缺点,其应用受到限制。皮秒激光由于其精度高、可控性强、作用时间短、效率高被认为是最理想的制备超疏水金属表面的方法。论文采用皮秒激光对镍铝青铜表面进行加工以及各种后处理方法成功制备了超疏水镍铝青铜,研究了不同工艺参数对镍铝青铜表面形貌和润湿性的影响,并对制备的超疏水镍铝青铜进行相应的性能测试分析,其主要结论如下:(1)固体表面的润湿性是由表面结构和表面化学成分共同决定的。未加工的镍铝青铜表面接触角为80,皮秒激光加工后却呈现出超亲水性。为了方便探究皮秒激光工艺参数对镍铝青铜表面润湿性转变的影响规律,镍铝青铜在激光加工后采用氟硅烷修饰。研究发现,当扫描轨迹为平行型时,镍铝青铜表面接触角随扫描间距增加而减小,随激光重复次数的增加而增加,且只有选择适当的扫描速度才能获得最佳的表面润湿状态。通过试验研究获得最佳工艺参数为:当扫描间距为20μm,皮秒激光能量密度为2.01 J/cm,扫描速度为200 mm/s,重复次数为10次,制备的超疏水镍铝青铜的接触角为155,滚动角为3。(2)当扫描轨迹为交叉型时,镍铝青铜表面的接触角随扫描间距的减小而增大。当激光扫描间距小于80μm时,超疏水镍铝青铜的表面润湿状态为Cassie-Baxter状态,而当扫描间距由80μm增加到100μm时,其表面润湿状态过渡为Wenzel状态,且研究发现,镍铝青铜表面的接触角随重复次数的增加而增大,但当重复次数大于10次时,表面难以形成均匀周期性的结构,导致其接触角较小。通过试验研究获得最佳工艺参数为:当扫描间隔为30μm时,皮秒激光能量密度为1.21 J/cm,扫描速度为200 mm/s,重复次数为10次,其表面的最大接触角为166,滚动角为2。(3)通过不同的后处理方法,改变皮秒激光加工后的镍铝青铜的表面化学成分,成功制备了超疏水镍铝青铜,并研究了不同后处理工艺参数对润湿性转变的影响规律。研究发现,当把皮秒激光加工后的样品暴露在空气中时,其接触角会自发随时间的增加而增加,且表面微结构的尺寸越小,其接触角能够达到的值越大,其转变所需时间越短。当加工尺寸为30μm时,暴露在空气中14天后,其接触角最高可达163。通过低温退火的方法可以缩短自发转变时间,当退火温度为200 C时,其转变时间缩短为14 h。此外,通过氟硅烷修饰的镍铝青铜表面接触角为166,硬脂酸修饰的镍铝青铜表面接触角为155。(4)通过多种测试来探究制备的超疏水镍铝青铜的稳定性、耐磨性和耐腐蚀性能。时效性测试表明,不同后处理方法制备的镍铝青铜在60天后仍能保持出色的超疏水性。耐磨性测试表明,氟硅烷修饰的镍铝青铜具有更为优异的耐磨性能。化学稳定性测试表明,硬脂酸和氟硅烷修饰的镍铝青铜更为稳定,测试溶液pH值的变化对制备的超疏水镍铝青铜的接触角影响较小。浸泡腐蚀和电化学腐蚀测试表明,氟硅烷修饰的镍铝青铜具有更好的耐腐蚀性能。且研究发现,超疏水镍铝青铜的耐腐蚀性主要与表面微结构的尺寸和表面疏水分子的稳定性相关,微结构尺寸越小,疏水分子层稳定性越强,其耐腐蚀性能越好。

关键词：镍铝青铜润湿性超短脉冲激光耐腐蚀微结构