鑄態(tài)及熱處理態(tài)ZrCuNiAl塊體非晶合金腐蝕與磨損行為.pdf

1、本文的研究對(duì)象為Zr50.7Cu28Ni9Al12.3非晶合金及含不同晶化分?jǐn)?shù)的合金，表征了不同晶化分?jǐn)?shù)合金的微觀結(jié)構(gòu)，并研究了ZrCuNiAl非晶合金及熱處理態(tài)合金在模擬地下水、模擬海水及模擬汗液中的腐蝕與磨損行為，探索了合金在模擬溶液中的腐蝕反應(yīng)與磨損過(guò)程的耦合交互機(jī)理。
　　借助透射電子顯微鏡(TEM)對(duì)ZrCuNiAl非晶合金及熱處理態(tài)合金中的晶體相形態(tài)進(jìn)行了觀察，發(fā)現(xiàn)在463℃真空熱處理時(shí)，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，合金的晶體相形

2、態(tài)由塊狀演變?yōu)闃O為復(fù)雜的針狀，晶化分?jǐn)?shù)為40％合金為晶體相形狀臨界轉(zhuǎn)變點(diǎn)。
　　結(jié)合極化曲線及阻抗圖綜合評(píng)價(jià)了ZrCuNiAl非晶合金及熱處理態(tài)合金在模擬地下水、模擬海水及模擬汗液中的腐蝕行為。極化試驗(yàn)結(jié)果表明，在三種模擬溶液中，ZrCuNiAl非晶合金的耐腐蝕性隨晶化分?jǐn)?shù)的增加先升高后降低，晶化分?jǐn)?shù)為14%合金的耐腐蝕電位最大；阻抗試驗(yàn)結(jié)果表明，晶化分?jǐn)?shù)為14%合金、ZrCuNiAl非晶合金、晶化分?jǐn)?shù)為40%合金和晶化分?jǐn)?shù)為10

3、0%合金在三種模擬溶液中的容抗弧直徑、阻抗值和電荷轉(zhuǎn)移電阻均逐漸減小，即在三種模擬溶液中的抗腐蝕能力逐漸降低。極化曲線和阻抗圖顯示，晶化分?jǐn)?shù)為14%合金在三種模擬溶液中抗腐蝕能力最佳最優(yōu)，并且在模擬地下水和模擬汗液中較316L不銹鋼優(yōu)異，在模擬海水中較Ti-6Al-4V合金優(yōu)異。
　　采用掃描電子顯微鏡(SEM)觀察到晶化分?jǐn)?shù)為14%合金在三種模擬溶液中具有最輕最少的點(diǎn)腐蝕坑，能譜(EDS)分析結(jié)果表明，ZrCuNiAl非晶合金及

4、熱處理態(tài)合金的腐蝕區(qū)域均存在Zr、Ni、Al元素的部分溶解及Cu元素的富集現(xiàn)象。此外在模擬地下水中分別浸泡ZrCuNiAl非晶合金及熱處理態(tài)合金3天和12天，結(jié)果亦表明，晶化分?jǐn)?shù)為14%合金的腐蝕速率和腐蝕程度均小于其他合金。采用X射線光電子能譜(XPS)觀察到晶化分?jǐn)?shù)為14%合金在模擬地下水中浸泡12天后，其表面形成富含Zr4+、Al3+、Ni2+而貧乏Cu2+的致密氧化膜。
　　對(duì)ZrCuNiAl非晶合金及熱處理態(tài)合金的維氏硬

5、度進(jìn)行了試驗(yàn)，合金的硬度隨晶化分?jǐn)?shù)的增加先升高后降低，晶化分?jǐn)?shù)為14%合金達(dá)到最大臨界值。
　　結(jié)合摩擦系數(shù)、質(zhì)損量及磨損圖片綜合評(píng)價(jià)了ZrCuNiAl非晶合金及熱處理態(tài)合金在空氣和三種模擬溶液中的抗磨損能力。ZrCuNiAl非晶合金及熱處理態(tài)合金在四種介質(zhì)中的摩擦系數(shù)、質(zhì)損量和表面粗化程度先降低后增加，晶化分?jǐn)?shù)為14%合金達(dá)最小臨界值，以上結(jié)果表明晶化分?jǐn)?shù)為14%合金在四種介質(zhì)中表現(xiàn)出最佳的抗磨損能力。潤(rùn)滑膜的形成使其在三種模擬