螺旋槳葉片腐蝕失效機(jī)理的研究及鎳基防護(hù)層的制備與優(yōu)化.pdf

1、對于機(jī)械零件，利用表面工程提高零件的表面性能是改善現(xiàn)代機(jī)械在復(fù)雜工況下可靠而持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的手段之一?，F(xiàn)有的船用螺旋槳葉片以黃銅為基材，雖然黃銅性質(zhì)優(yōu)越，但是脫鋅使螺旋槳的服役壽命降低，制備合適的防護(hù)層是延長其服役壽命的可行手段。
　　本論文研究的主題是選用化學(xué)鍍制備鎳基鍍層，同時在制備鎳基鍍層研究了第三元素與重熔技術(shù)改善鍍層性能的影響。利用掃描電子顯微鏡(SEM)、能譜分析儀(EDS)、X-射線衍射儀(XRD)、電子探針(EPMA)、

2、光電子能譜儀(XPS)對基材和鍍層的表/截面形貌、組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征，利用電化學(xué)工作站、硬度測試儀、摩擦磨損試驗機(jī)、沖蝕設(shè)備檢測了鍍層的機(jī)械性能，對制備及優(yōu)化工藝進(jìn)行了對比。
　　基于螺旋槳葉片的腐蝕研究表明：螺旋槳葉片基體在酸性、堿性、中性環(huán)境下腐蝕程度與腐蝕機(jī)制各有差異，確定了基材的腐蝕失效機(jī)制，HSn62-1在H2SO4中的脫鋅可能遵循選擇性溶解理論，在NaCl介質(zhì)、NaOH介質(zhì)中可能屬溶解再沉積；HSn62-1在3種類型的腐

3、蝕介質(zhì)中的腐蝕產(chǎn)物中都有CuO和ZnO，H2SO4中有Cu2O和ZnSO4；NaCl中有Cu2O和大量Zn(OH)2；NaOH中有大量Cu(OH)2和少量Zn(OH)2；HSn62-1在H2SO4溶液中為以析氫腐蝕為主混合機(jī)制，在NaCl溶液中為析氫腐蝕，在NaOH溶液中為吸氧腐蝕。
　　Ni-P-X多元鍍層的研究表明：W、WC、Cr、Al2O3、Co元素對Ni-P基鍍層的形貌、結(jié)晶度和機(jī)械性能有不同的影響，其中Ni-P-Al2O

4、3和Ni-Co-P顯示出優(yōu)越的性能，并在此基礎(chǔ)上制備以Ni-Co-P為底，Ni-P為表層的復(fù)合鍍層，具有優(yōu)異的結(jié)合力。
　　針對不同磷含量的重熔實驗表明：低磷鍍層重熔有助于提高耐蝕性和硬度，增強(qiáng)其耐磨損性能，但沖蝕失重明顯增大；對比無磷鍍層重熔表明磷含量的降低導(dǎo)致硬度下降，由粘著-磨料協(xié)同機(jī)制轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄宰冃屋^大的粘著磨損，沖蝕失重降低，但硬度減小不利于抗摩擦磨損。由此明確P的存在使鎳基鍍層中形成Ni3P間隙固溶體，從而提高了鍍層的