亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        凝固時(shí)施加旋轉(zhuǎn)電磁場對銅鋅合金腐蝕性能的影響

        2014-09-27 01:25:18韓佳玲
        機(jī)械工程材料 2014年8期
        關(guān)鍵詞:鋅合金耐腐蝕性電磁場

        韓佳玲

        (遼河石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院,盤錦 124103)

        0 引 言

        銅鋅合金俗稱黃銅,由于其具有優(yōu)良的力學(xué)性能、耐腐蝕性能及較高的導(dǎo)熱性能而廣泛應(yīng)用于海洋工程、船舶及海水淡化等行業(yè)中的熱交換器、冷凝器、低溫管路、海底運(yùn)輸管等[1-5]。近年來,為了改善銅鋅合金的性能,人們將電磁攪拌技術(shù)用于銅鋅合金的鑄造過程中[6-9]。前期的研究結(jié)果表明在凝固過程中施加旋轉(zhuǎn)電磁場可以得到晶粒細(xì)化的銅鋅合金[7-10]。晶粒細(xì)化提高了銅鋅合金的力學(xué)性能[9],對其熱傳導(dǎo)性能的影響也較?。?0]。然而,耐腐蝕性能是銅鋅合金重要使用性能之一,施加旋轉(zhuǎn)電磁場是否會(huì)影響銅鋅合金的耐腐蝕性能,其腐蝕行為和機(jī)理如何變化,尚有待深入研究。

        為此,作者在中頻感應(yīng)爐中熔煉銅鋅合金后,于澆注凝固過程中施加了旋轉(zhuǎn)電磁場,通過電化學(xué)方法對制備的銅鋅合金的腐蝕行為進(jìn)行研究,探討了施加旋轉(zhuǎn)電磁場對銅鋅合金耐腐蝕性能的影響,并分析了其腐蝕機(jī)理,為其應(yīng)用奠定理論基礎(chǔ)。

        1 試樣制備與試驗(yàn)方法

        1.1 試樣制備

        銅鋅合金的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%):20.0Zn,15Ni,1.0Mn,余Cu;試驗(yàn)原料分別選用純度為99.9%的純銅、純鋅、純鎳及純錳。采用可施加選擇電磁場(REF)的中頻感應(yīng)爐進(jìn)行熔煉,圖1為試驗(yàn)裝置示意圖。該裝置主要由真空中頻感應(yīng)爐、旋轉(zhuǎn)電磁攪拌器和奧氏體不銹鋼砂箱組成。

        先將砂箱放入電阻加熱爐中加熱到1 000℃,保溫1.5h后取出,置于真空感應(yīng)爐中的磁場發(fā)生器內(nèi),使用真空中頻感應(yīng)爐將4.5kg按合金成分比例配制的銅鋅合金原料熔化,精煉后澆注到由剛玉砂和硅溶膠制成的圓柱形型殼中,待金屬液靜止后施加2min左右的旋轉(zhuǎn)電磁場,冷卻得到鑄坯。旋轉(zhuǎn)電磁場強(qiáng)度通過電流調(diào)整,通過試驗(yàn)確定最佳攪拌效果的電流為80A,旋轉(zhuǎn)電磁場強(qiáng)度為45mT左右。熔煉時(shí)的工藝參數(shù):真空度6×10-2Pa,精煉溫度1 280℃,精煉時(shí)間3min,澆注溫度1 060℃。另外,以相同方法但在不施加旋轉(zhuǎn)電磁場的情況下制備一組對比試樣。

        圖1 試驗(yàn)裝置示意圖Fig.1 Schematic of experimental apparatus

        1.2 試驗(yàn)方法

        從試驗(yàn)鑄坯上截取尺寸為φ18mm×3mm的試樣,表面用砂紙打磨后拋光,再經(jīng)超聲波清洗后吹干。在D/max-Ultima+X射線衍射儀上進(jìn)行物相分析,銅靶,管電壓40kV,管電流40mA,試驗(yàn)溫度(22±1)℃,測試步長0.02°,掃描速率0.24(°)·min-1。用MH-6型顯微硬度計(jì)測試樣硬度,載荷2.94N,保持時(shí)間10s。試樣在 MC004-LP-2型金相試樣拋光機(jī)上拋光,再用體積分?jǐn)?shù)5%硝酸酒精溶液腐蝕,然后在OLS4000型激光共聚焦顯微鏡上觀察顯微組織。

        電化學(xué)腐蝕試驗(yàn)在VMP3型電化學(xué)工作站上進(jìn)行,測試軟件為EC-Lab。采用常規(guī)的三電極體系,試樣為工作電極,飽和甘汞電極(SCE)為參比電極,鉑電極為參比電極,表面有效測試面積為1cm2。腐蝕介質(zhì)為質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.9%NaCl溶液,腐蝕時(shí)間1h,試驗(yàn)溫度(22±1)℃。線性極化的電位掃描范圍-10~10mV(相對腐蝕電位),掃描速率0.167mV·s-1,采用線性擬合方法自動(dòng)求解腐蝕體系的極化電阻Rp和腐蝕電流密度Jcorr;動(dòng)電位極化的電位掃描范圍-50~800mV(相對腐蝕電位),掃描速率1mV·s-1;電化學(xué)阻抗譜的測試頻率范圍1.0×10-2~1.0×105Hz,擾 動(dòng) 信 號 為 幅 值±5mV的正弦波交流信號。

        2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

        2.1 顯微組織

        圖2 兩種方法制備銅鋅合金的顯微組織Fig.2 Microstructure of the Cu-Zn alloy prepared with(a)and without(b)REF

        從圖2可以看出,未施加旋轉(zhuǎn)磁場的銅鋅合金組織基本都是粗大的柱狀晶,穿晶現(xiàn)象明顯,晶粒間隙大,排列疏松,晶粒分布不均勻;施加旋轉(zhuǎn)電磁場后,粗大的柱狀晶得到了明顯細(xì)化,穿晶現(xiàn)象消除,在內(nèi)側(cè)出現(xiàn)了等軸晶層,晶粒間隙小,排列緊密,晶粒分布均勻。

        從圖3可以看出,施加旋轉(zhuǎn)電磁場(REF)的合金各晶面衍射峰強(qiáng)度發(fā)生明顯變化,在(111)、(220)和(311)晶面的強(qiáng)度有明顯增強(qiáng),其中又以(111)晶面的衍射峰強(qiáng)度最高,說明在凝固過程中,在(111)、(220)、(311)晶面上具有擇優(yōu)取向,其中在(111)晶面上表現(xiàn)得最為明顯。

        2.2 電化學(xué)腐蝕性能

        2.2.1 動(dòng)電位極化曲線

        從圖4可看出,在自腐蝕電位附近,施加與未施加旋轉(zhuǎn)電磁場試樣的電流密度J均隨電極電位E的增大而增大,表明極化過程受電子轉(zhuǎn)移的電化學(xué)活化控制;當(dāng)陽極極化進(jìn)入弱極化區(qū)后,極化電流密度也隨電極電位的升高而增大,但極化曲線的斜率愈來愈大,即極化過程的阻力越來越大;當(dāng)極化電位進(jìn)一步升高,極化曲線出現(xiàn)轉(zhuǎn)折點(diǎn),在轉(zhuǎn)折點(diǎn)以上,電極電流開始穩(wěn)定,表現(xiàn)出自鈍化特征,說明兩種試樣均在極化過程中生成了具有保護(hù)作用的鈍化膜。

        圖3 兩種方法制備銅鋅合金的XRD譜Fig.3 XRD patterns of the Cu-Zn alloy prepared with and without REF

        圖4 兩種方法制備銅鋅合金的動(dòng)電位極化曲線Fig.4 Potentiodynamic polarization curves for the Cu-Zn alloy prepared with and without REF

        從表1中可以看出,施加旋轉(zhuǎn)電磁場試樣的極化電阻Rp大于未施加旋轉(zhuǎn)電磁場試樣的,而自腐蝕電流密度Jcorr小于未施加旋轉(zhuǎn)電磁場試樣的,且自腐蝕電位較高??梢?,施加旋轉(zhuǎn)電磁場試樣的電極反應(yīng)較難進(jìn)行,耐腐蝕性能提高,與動(dòng)電位極化曲線分析結(jié)果一致。

        表1 動(dòng)電位極化曲線擬合參數(shù)Tab.1 Fitted parameters from the potentiodynamic polarization curves

        2.2.2 電化學(xué)阻抗譜

        從圖5可以看出,施加旋轉(zhuǎn)電磁場試樣的高頻區(qū)圓弧直徑明顯大于未施加旋轉(zhuǎn)電磁場試樣的。高頻區(qū)圓弧對應(yīng)的是電解液的反應(yīng)電阻,半圓越大,電阻越大,耐腐蝕性能越好。因此,施加旋轉(zhuǎn)電磁場后銅鋅合金耐腐蝕性能得到提高。

        依據(jù)試驗(yàn)得到的電化學(xué)阻抗譜(EIS)建立的等效電路如圖6所示。其中Rs為溶液電阻,Qc為鈍化膜電容,Rc為反應(yīng)電阻,ZW為擴(kuò)散阻抗,擬合結(jié)果見表2。

        圖5 兩種方法制備銅鋅合金的電化學(xué)阻抗譜Fig.5 EIS of the Cu-Zn alloy prepared by two methods

        圖6 EIS等效電路Fig.6 Equivalent circuit of EIS

        表2 EIS等效電路擬合結(jié)果Tab.2 Results of fitting Equivalent circuit of EIS

        觀察表2可以發(fā)現(xiàn),施加旋轉(zhuǎn)電磁場試樣的反應(yīng)電阻和擴(kuò)散阻抗均大于未施加旋轉(zhuǎn)電磁場試樣的,表明施加旋轉(zhuǎn)電磁場試樣的電化學(xué)腐蝕反應(yīng)難以進(jìn)行;而鈍化膜電容則小于未施加旋轉(zhuǎn)電磁場試樣的,表明施加旋轉(zhuǎn)電磁場試樣的鈍化膜更加致密均勻。表中卡方檢驗(yàn)值χ2分別為2.251×10-4和2.124×10-4,表明擬合數(shù)據(jù)與試驗(yàn)數(shù)據(jù)吻合較好??梢?,施加旋轉(zhuǎn)電磁場后銅鋅合金的耐腐蝕性能優(yōu)于未施加旋轉(zhuǎn)電磁場的,與電化學(xué)阻抗譜分析結(jié)果一致。

        電化學(xué)腐蝕試驗(yàn)結(jié)果表明,施加旋轉(zhuǎn)電磁場可提高銅鋅合金的耐腐蝕性能。合金腐蝕性能的改善主要?dú)w功于銅鋅合金組織的變化。施加旋轉(zhuǎn)電磁場合金的晶粒不僅明顯細(xì)化而且分布更加均勻、致密,這種組織變化使合金在相同的腐蝕環(huán)境下腐蝕均勻,局部晶界腐蝕輕;同時(shí)晶面上的擇優(yōu)取向,使晶粒間的空隙少且排列緊密,可在腐蝕介質(zhì)和試樣表面之間起到很好的阻礙作用,能在試樣表面形成致密的保護(hù)膜,起到對腐蝕介質(zhì)的阻礙作用,因此施加旋轉(zhuǎn)電磁場的合金與未施加旋轉(zhuǎn)電磁場的相比表現(xiàn)出了更好的耐蝕性能。

        2.3 硬 度

        硬度試驗(yàn)測得未施加旋轉(zhuǎn)電磁場銅鋅合金的硬度為85.3HV,而施加旋轉(zhuǎn)電磁場的為102.5HV,可見施加旋轉(zhuǎn)電磁場后其銅鋅合金的硬度得到了顯著提高。這也是晶粒細(xì)化的結(jié)果。

        3 結(jié) 論

        (1)熔煉時(shí)施加旋轉(zhuǎn)電磁場得到的銅鋅合金顯微組織比未施加的明顯細(xì)化,晶粒間空隙更小,排列更緊密,晶粒分布更均勻,硬度得到提高。

        (2)施加旋轉(zhuǎn)電磁場的銅鋅合金耐腐蝕性能優(yōu)于未施加旋轉(zhuǎn)電磁場的。

        [1]AULT J,GEHRING G.Statistical analysis of pitting corro-sion in condenser tube[J].ASTMSpecial Technical Publication,1997,3:109-121.

        [2]GLOVER T J.Copper-nickel alloy for the construction of ship and boat hulls[J].Brit Corr J,1982,17(4):155-157.

        [3]FU Y B,YAN Z M,LI T J,et al,Study on plastic behaviours of CuNi10Fe1Mn alloy tubes under cast-roll process[J].Materials & Design,2009,30(10):4478-4482.

        [4]戴安倫,嚴(yán)高闖,朱治愿,等.熱處理對新型高鋁青銅合金摩擦磨損性能的影響[J].機(jī)械工程材料,2013,37(12):16-20.

        [5]呂樂華,孫樂民,上官寶,等.載流摩擦參數(shù)對銅基復(fù)合材料起弧率及載流摩擦學(xué)性能的影響[J].機(jī)械工程材料,2014,38(1):60-63.

        [6]李丘林,李新濤,李廷舉,等.水平電磁連鑄空心銅管坯組織和性能研究 [J].稀有金屬材料與工程,2006,35(7):1126-1128.

        [7]RODRIGUEZ J M.Continuous casting of copper tubes[J].Giessereiforschung,1994,46(4):122-124.

        [8]李新濤,李丘林,李廷舉,等.電磁場對水平連鑄紫銅管表面質(zhì)量及組織性能的影響 [J].中國有色金屬學(xué)報(bào),2004,14(12):2060-2065.

        [9]LI X T,GUO Z X,ZHAO X W,et al.Continuous casting of copper tube billets under rotating-electromagnetic field[J].Mater Sci Eng:A,2007,460/461:648-651.

        [10]江建明,黃錦峰,余建波等.電磁連鑄對黃銅凝固組織和性能的影響 [J].上海金屬,2009,31(5):28-66.

        猜你喜歡
        鋅合金耐腐蝕性電磁場
        外加正交電磁場等離子體中電磁波透射特性
        專利名稱:一種雙重細(xì)化鋅合金中初生相的方法
        HVOF制備鐵基非晶涂層及其耐磨耐腐蝕性能
        任意方位電偶源的MCSEM電磁場三維正演
        電磁場與電磁波課程教學(xué)改革探析
        堿性鋅錳電池含鋁鋅合金陽極的電化學(xué)行為
        采用氫氧化鋰提高鋁合金氧化膜的耐腐蝕性能
        Q500qENH特厚橋梁鋼板及其焊接接頭的耐腐蝕性能
        上海金屬(2014年1期)2014-12-18 06:52:05
        聚合物/錫鋅合金復(fù)合材料的密煉混合行為
        中國塑料(2014年2期)2014-10-17 02:51:00
        錫鋅合金鍍層的性能如何及鍍液類型有哪些?
        色欲麻豆国产福利精品| 精品国产中文字幕久久久| 久久日日躁夜夜躁狠狠躁| …日韩人妻无码精品一专区 | 日本一区二区免费在线看| 熟女无套高潮内谢吼叫免费| 极品成人影院| 日韩AV无码一区二区三| 亚洲专区在线观看第三页| h视频在线免费观看视频| 永久免费毛片在线播放| 亚洲人成影院在线观看| 久久久亚洲经典视频| 91国产超碰在线观看| 国语对白精品在线观看| 国产丝袜美女| 热re99久久精品国产99热 | 日日躁欧美老妇| 精品久久中文字幕一区| 国产精品成人观看视频国产奇米| 国产av无码专区亚洲av中文| 亚洲国产精品久久久久久久| 亚洲伊人免费综合网站| 国产精品熟女少妇不卡| 国产av无码国产av毛片| 人妻系列无码专区久久五月天| 亚洲AV乱码毛片在线播放| av一区二区三区有码| 色翁荡息又大又硬又粗视频| 无码不卡av东京热毛片| 日韩中文在线视频| 精品一区二区亚洲一二三区| 亚洲国产精品成人av网| 欧美乱人伦人妻中文字幕| 亚洲日韩欧美一区二区三区| 99久久免费中文字幕精品| 邻居人妻的肉欲满足中文字幕| 国产精品无码无在线观看| 好男人视频在线视频| av最新版天堂在资源在线| 日本免费一区二区三区影院|