【摘要】：鎳鋁青銅具有良好的耐蝕性及較好的力學性能,在航空航天、海洋工程、熱交換器、醫(yī)療器械等很多領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用。一般的商用鎳鋁青銅合金含有9~12 wt.%鋁,但當鎳鋁青銅鋁含量在此區(qū)間時,其組織及其他性質(zhì)還是有明顯差異。以往的大多數(shù)研究中主要關(guān)注熱處理、pH、鎳含量、表面處理、添加稀土元素對鎳鋁青銅耐蝕性的影響,關(guān)于鋁含量對鎳鋁青銅的組織及耐蝕性影響的報道很少。本文研究不同鋁含量的鎳鋁青銅,通過電化學測試及物理性質(zhì)分析了鋁含量對鎳鋁青銅組織與耐蝕性的影響。采用中頻爐制備含有5、7、9、11、13wt.%鋁元素的NAB合金。觀察NAB合金的金相顯微組織,采用掃描電鏡觀察NAB合金的微觀形貌,采用能譜儀分析不同組織化學成分,采用XRD分析物相結(jié)構(gòu)。5~9 wt.%鋁含量的鎳鋁青銅具有相似的顯微組織,以α相為主,11~13 wt.%鋁含量的鎳鋁青銅合金是以β相為基體,XRD的數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)在11~13 wt.%Al的NAB合金中存在少量三元化合物的τ相,符合Al7Cu23Ni和Al7Cu4Ni的特征衍射峰。采用C350電化學工作站測量來研究不同鋁含量的NAB合金在3.5wt.%中性鹽溶液中的耐蝕性。樣品拋光后浸泡在中性鹽水中,待開路電位穩(wěn)定后分別測量浸泡時間為20分鐘的開路電位、動電位掃描和浸泡時間為30天的動電位掃描,同時測量未經(jīng)極化的樣品浸泡時間為6~30天(每隔6天)的電化學交流阻抗譜。用塔菲爾傳統(tǒng)法擬合動電位掃描曲線獲得到塔菲爾常數(shù)和腐蝕速率,比較合金的耐蝕性。用Zsimpwin匹配對應(yīng)等效電路分析擬合電化學阻抗數(shù)據(jù),根據(jù)所得的電阻數(shù)值大小來判斷表面的腐蝕過程和耐蝕性。研究表明浸泡初期各樣品腐蝕產(chǎn)物沒有形成,腐蝕特征沒有明顯表現(xiàn),各樣品顯示出相似的腐蝕速率及腐蝕特征。隨著浸泡時間的增長,腐蝕產(chǎn)物的生成狀況及穩(wěn)定性表現(xiàn)出明顯差異,腐蝕速率數(shù)值差別較大。本文還采用掃描電鏡和能譜儀對腐蝕后樣品的形貌進行觀察和腐蝕產(chǎn)物成分分析,分析結(jié)果討論NAB合金的腐蝕機理。樣品的耐蝕性隨著浸泡時間延長而增加,是由于合金表面產(chǎn)生的Cu_2O和Al_2O_3對金屬基體的保護作用,合金的主要腐蝕產(chǎn)物為非保護性堿式氯化銅Cu_2(OH)_3Cl,顯示出雙菱形顆粒。分析合金組織變化和電化學測試結(jié)果獲得NAB合金的腐蝕機理如下:在3.5%NaCl溶液中,α相耐蝕性最好,α+κ共析部分最先開始被侵蝕,β相耐蝕性小于α相,鋁含量的增加會增加共析,產(chǎn)生γ_2相,γ_2相不耐蝕。所以,9 wt.%鋁含量的鎳鋁青銅表面存在致密的Cu_2O和Al_2O_3保護層且以α相為基體,不存在γ_2相,表現(xiàn)出最好的耐蝕性。
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TG146.11

【參考文獻】

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本文編號：2755381