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改性纳米SiC粉体铸造铝青铜强韧化及组织和耐腐蚀性能研究

康磊  
【摘要】: 铝青铜具有良好的耐腐蚀、耐污损和力学性能而广泛应用于船舶等行业,然而,铝青铜在海水中会发生脱成分腐蚀。尽管人们对铝青铜的腐蚀行为已投入了较多的关注,但是对铝青铜脱成分机理的研究却很少,同时各应用领域对铝青铜的性能要求日益苛刻,因此对其性能的研究,特别是在海水环境中对提高铝青铜的强度、耐蚀性能的研究尤为重要。 本研究在铸造生产条件下,采用安全简便、低成本和低能耗的工艺,将改性纳米SiC粉体加入到铝青铜熔液中,制备了具有优良力学性能和使用性能的纳米SiC粉体强化铸造铝青铜,研究了纳米SiC粉体强化铝青铜材料的微观组织、力学性能和耐腐蚀性能;探讨了纳米粉体强化铝青铜材料的强化机理与耐蚀机理,为高科技纳米技术在传统产业中的应用打下基础。 采用光学显微镜、扫描电镜和力学性能测试等手段对铸造铝青铜强韧化处理前后的组织与性能进行了研究和讨论。结果表明:经改性纳米SiC粉体强韧化后,铝青铜的铸态组织和断口组织得到明显的细化,组织中的β相减少,K相明显析出,其强度和延伸率分别提高了14%和51%;断口分析结果表明:经强韧化处理后,铝青铜的断裂方式为韧性断裂。 采用静态浸泡试验和电化学腐蚀试验对铸造铝青铜强韧化处理前后的耐酸、碱、盐腐蚀性能进行了研究和讨论。结果表明,在FeCl3+HCl腐蚀溶液中,随着纳米SiC粉体加入量的增加,铝青铜的腐蚀速率降低;在3.5%NaCl溶液,铝青铜中加入纳米SiC粉体后,腐蚀速率呈先减小后增大的趋势,其中当纳米SiC粉加入量为0.01%时,腐蚀速率为最小值,与原铝青铜相比,腐蚀速率降低了13%。在两种腐蚀液中,静态腐蚀速率和极化实验得到的结论一致。在HCl溶液和NH4Cl溶液中,加入纳米SiC粉体后,铝青铜的腐蚀速率降低,且随着纳米SiC粉体加入量的增加,铝青铜的腐蚀速率逐渐降低。


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