【摘要】：鎳鋁青銅具有良好的耐蝕性及較好的力學(xué)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(dāng)鎳鋁青銅鋁含量在此區(qū)間時(shí),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(duì)鎳鋁青銅耐蝕性的影響,關(guān)于鋁含量對(duì)鎳鋁青銅的組織及耐蝕性影響的報(bào)道很少。本文研究不同鋁含量的鎳鋁青銅,通過(guò)電化學(xué)測(cè)試及物理性質(zhì)分析了鋁含量對(duì)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(xué)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(xué)工作站測(cè)量來(lái)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(kāi)路電位穩(wěn)定后分別測(cè)量浸泡時(shí)間為20分鐘的開(kāi)路電位、動(dòng)電位掃描和浸泡時(shí)間為30天的動(dòng)電位掃描,同時(shí)測(cè)量未經(jīng)極化的樣品浸泡時(shí)間為6~30天(每隔6天)的電化學(xué)交流阻抗譜。用塔菲爾傳統(tǒng)法擬合動(dòng)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(duì)應(yīng)等效電路分析擬合電化學(xué)阻抗數(shù)據(jù),根據(jù)所得的電阻數(shù)值大小來(lái)判斷表面的腐蝕過(guò)程和耐蝕性。研究表明浸泡初期各樣品腐蝕產(chǎn)物沒(méi)有形成,腐蝕特征沒(méi)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(shí)間的增長(zhǎng),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(duì)腐蝕后樣品的形貌進(jìn)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(jī)理。樣品的耐蝕性隨著浸泡時(shí)間延長(zhǎng)而增加,是由于合金表面產(chǎn)生的Cu_2O和Al_2O_3對(duì)金屬基體的保護(hù)作用,合金的主要腐蝕產(chǎn)物為非保護(hù)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(xué)測(cè)試結(jié)果獲得NAB合金的腐蝕機(jī)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(kāi)始被侵蝕,β相耐蝕性小于α相,鋁含量的增加會(huì)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(hù)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(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TG146.11

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2755381