Ni-W-P合金在腐蚀介质中的腐蚀磨损特性及机理研究

【摘要】腐蚀磨损是指材料在承受摩擦力(表面剪切应力)的同时，还伴有与环境介质发生化学或电化学作用，而造成表面材料流失的现象。腐蚀磨损现象广泛存在于石油、化工化纤、煤矿和电力等工业领域的机械设备中，由于材料同时受到腐蚀和磨损的作用而过早失效，进而给国民经济造成了巨大损失。研究金属腐蚀磨损的最终目的是对其进行控制以降低材料流失，最有效的办法是正确使用和开发新的耐腐蚀磨损的合金。电沉积Ni-W-P合金具有高硬度、高耐磨性、高热稳定性、良好的耐蚀性等潜在的应用前景。利用电沉积Ni-W-P合金镀层解决一些行业机械设备的腐蚀磨损问题具有很大经济价值及现实意义。然而迄今对电沉积Ni-W-P合金镀层的腐蚀磨损的研究尚未见报道。本文采用电沉积制备了Ni-W-P合金，运用电子扫描电镜(SEM)，X-ray衍射分析(XRD)，HVS-1000显微硬度计，MMW-1型摩擦磨损试验机等技术研究了Ni-W-P合金镀层的微观形貌、组分以及结构，重点研究了热处理对镀层在不同介质环境下耐腐蚀磨损性能的影响，具体工作如下：(1)系统研究了经不同温度热处理后的Ni-W-P合金在去离子水介质中的磨损。研究表明制备态及400℃热处理过的镀层磨损机制为磨粒磨损。制备态Ni-W-P由于硬度较低，磨粒磨损较为严重，磨痕表面出现了较深的犁沟。400℃热处理过的镀层硬度达到最大，磨损速率最小，磨损后的表面光滑，犁沟数量少而浅。(2)系统研究经不同温度热处理后的Ni-W-P合金在3.5wt.%NaCl溶液中的静态腐蚀速率及腐蚀磨损速率。试验结果表明，静态腐蚀条件下，镀层在制备态时具有最佳的耐腐蚀性能。在腐蚀磨损实验中，制备态Ni-W-P合金以腐蚀磨损为主，伴有疲劳磨损和粘着磨损。400℃热处理过的合金磨损机制以磨粒磨损为主，同时出现了疲劳磨损以及腐蚀磨损。Ni-W-P合金制备态及400℃热处理的镀层在腐蚀磨损过程中均表现出协同作用。(3)系统研究了经不同温度热处理后的Ni-W-P合金在1MNaOH介质中的耐腐蚀磨损性能。研究表明由于合金的耐碱性能突出，碱液环境中各种热处理条件下的合金耐腐蚀磨损速率没有明显的差异，磨损后的表面光滑，犁沟数量少而浅。本论文选取化学镀Ni-P镀层作为对比材料，在三种介质环境中的耐腐蚀磨损性能均远差于Ni-W-P合金镀层。
【作者】方艳昭；
【导师】何凤姣；
【作者基本信息】湖南大学，分析化学，2013，硕士
【关键词】Ni-W-P合金；热处理；制备态；腐蚀磨损；机理；

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