高铝青铜Cu-14Al-X及其作粉体涂层腐蚀行为研究

论文摘要

课题组开发研制的高铝青铜Cu-14Al-X合金是一种优秀的耐磨、耐蚀材料。本文就元素Fe、Co对于高铝青铜铸态显微组织结构及耐腐蚀性以及腐蚀行为进行了初步研究。并进一步将这种高铝铜合金制成粉体涂层材料,对其显微组织结构耐腐蚀性以及腐蚀行为进行了初步的探索。本文运用金相显微镜、X射线衍射、电子探针、扫描电镜等方法研究了不同Fe、Co含量的新型高铝青铜Cu-14Al-X合金和涂层的显微组织。结果表明:对含Co量不同的铸态合金,其组织由β′+γ2+K相组成;对含Fe不同的铸态合金,其组织均由γ2、β′、K及α相组成。涂层其组织由γ2+β′+K相组成。通过静态浸泡腐蚀试验、扫描电镜（SEM）、能谱等方法研究了Fe、Co含量不同的高铝青铜Cu-14%Al-X合金在3.5%NaCl溶液中的耐蚀性能及腐蚀行为。结果表明:各种合金在3.5%NaCl溶液中具有较好的耐腐蚀性能。不同Co含量高铝青铜合金在3.5%NaCl溶液中的腐蚀速率随微量元素Co含量的不断增大,腐蚀速率先减小后增大,在Co含量为5.5%达到最小值。不同Fe含量高铝青铜合金在3.5%NaCl溶液中的腐蚀速率随微量元素Fe含量的不断增大,腐蚀速率先减小后增大,在Fe含量为5%达到最小值。在3.5%NaCl溶液中,合金中的γ2相和β′相、α相、K相相比,具有优先腐蚀倾向。通过对腐蚀前后微区成分的分析可见,合金在这几种腐蚀介质中发生的主要是脱铝腐蚀。通过雾化制粉、等离子喷焊的方法在碳钢基底上制备粉末涂层,并利用静态浸泡腐蚀试验、扫描电镜（SEM）、能谱（EDS）等方法研究了涂层在3.5%NaCl、5%H2SO4、10%HCl溶液中的耐蚀性能及腐蚀行为。结果表明:涂层在3.5%NaCl溶液、5%H2SO4溶液、10%HCl溶液中具有较强的耐腐蚀性。涂层发生的主要也是脱铝腐蚀。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 铜合金材料的研究现状及发展方向
• 1.2.1 铜合金的研究现状
• 1.2.2 铜合金的发展方向
• 1.3 铜及铜合金的腐蚀
• 1.3.1 腐蚀
• 1.3.2 铜合金的腐蚀行为
• 1.3.3 铜合金腐蚀的研究现状
• 1.4 课题的背景、意义及研究内容
• 1.4.1 课题的背景及意义
• 1.4.2 主要研究内容
• 第2章 合金与涂层的制备及实验方法
• 2.1 合金及粉末涂层的成分及制备
• 2.1.1 合金与涂层的化学成分
• 2.1.2 合金的制备
• 2.1.3 粉末涂层的制备
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 合金的组织分析
• 2.2.2 合金的静态腐蚀实验
• 2.2.3 涂层的静态腐蚀试验
• 第3章 高铝青铜Cu-14%Al-X合金与涂层的组织
• 3.1 实验材料
• 3.2 铸态高铝青铜的组织
• 3.2.1 金相组织
• 3.2.2 物相分析
• 3.2.3 微区成分分析
• 3.3 小结
• 第4章 高铝青铜合金的腐蚀性能
• 4.1 实验材料
• 4.2 实验结果与讨论
• 4.2.1 不同钴含量合金的静态腐蚀试验
• 4.2.2不同铁含量合金的静态腐蚀试验
• 4.3 讨论
• 4.3.1 铸态Cu-14%Al-X合金的耐蚀性
• 4.3.2 Co含量对腐蚀速率的影响
• 4.3.3 Fe含量对腐蚀速率的影响
• 4.3.4 腐蚀前后的组织及腐蚀行为分析
• 4.4 小结
• 第5章 高铝青铜粉体涂层的腐蚀性能
• 5.1 实验材料
• 5.2 实验结果与讨论
• 5.2.1 高铝青铜粉体涂层的静态腐蚀试验
• 5.3 讨论
• 5.3.1 高铝铜合金Cu-14%Al-X粉体涂层的耐蚀性
• 5.3.2 腐蚀前后的组织及腐蚀行为分析
• 5.3.3 高铝铜合金粉体涂层与铸态高铝铜合金耐腐蚀性的比较
• 5.4 小结
• 结论
• 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 攻读硕士期间发表的论文