【摘 要】
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Monel 400是一种用量最大、用途最广、综合性能极佳的耐蚀合金,在船用换热器、海水淡化设备、盐生产设备、海洋与化学加工设备、螺旋桨轴及水泵、汽油及水箱等涉海装备及零部件获得广泛应用.但是,Monel 400合金低硬度特性限制其在海水工况运转部件的应用.本文采用化学热处理渗铝技术对monel 400合金进行表面改性处理,考察了铝元素对monel 400合金的微观结构与海水工况腐蚀磨损行为的影响.
【机 构】
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中国科学院宁波材料技术与工程研究所 中国科学院海洋新材料与应用技术重点实验室,浙江宁波 315201;西安交通大学金属材料强度国家重点实验室, 陕西西安 710049
【出 处】
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第十一届全国表面工程大会暨第八届全国青年表面工程学术会议
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Monel 400是一种用量最大、用途最广、综合性能极佳的耐蚀合金,在船用换热器、海水淡化设备、盐生产设备、海洋与化学加工设备、螺旋桨轴及水泵、汽油及水箱等涉海装备及零部件获得广泛应用.但是,Monel 400合金低硬度特性限制其在海水工况运转部件的应用.本文采用化学热处理渗铝技术对monel 400合金进行表面改性处理,考察了铝元素对monel 400合金的微观结构与海水工况腐蚀磨损行为的影响.利用场发射扫描电镜(FESEM)、X射线衍射仪(XRD)等研究了改性合金的微观结构；利用显微硬度仪研究了改性合金的力学性能；利用多功能摩擦磨损试验机和电化学工作站研究了渗铝改性合金在海水环境下的摩擦学性能和耐腐蚀性能.结果 表明：经过化学渗铝处理,monel400合金表面形成了单一的Ni2Al3相,SEM分析结果显示渗铝层的深度达到了87μm,说明化学渗铝处理明显改变了monel400合金微观结构与相组成；硬度测试表明渗层硬度高达1062HV,较monel 400合金的256HV提高了4.2倍；随后在海水工况电化学测试表明渗铝明显改善了monel 400合金的腐蚀抗力,且腐蚀磨损行为测试显示渗铝monel 400合金的摩擦系数及磨损率均低于monel 400基体合金.对腐蚀磨损性能进行深入分析,渗铝monel 400合金不仅在磨损分量,在腐蚀分量、腐蚀与磨损交互作用方面均较monel 400合金有明显提高,其原因主要为渗铝处理monel 400合金的渗层微观结构优化及性能的提升,如渗铝层的Ni2Al3较monel 400的单相NiCu在硬度,耐腐蚀性能方面具有明显提高,进而改善monel 400合金海水环境腐蚀磨损性能.
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