Ni基非晶合金的腐蚀行为与结构变化的相关性

admin · 发表于 2022-9-14 09:19:32

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本论文以Ni55Nb20Ti10Zr8Co7非晶合金为研究对象，采用快速凝固技术和热处理方法获得不同结构的合金，通过电化学测试方法、扫描电镜和X-射线光电子能谱分析等手段对上述合金在HCl、H2SO4和NaCl溶液中的腐蚀行为和表面氧化膜成分变化进行了比较研究，探讨结构变化对Ni基非晶合金腐蚀行为的影响以及机理。热处理结果表明，随着热处理温度的升高，非晶合金的微观结构发生变化，如出现结构弛豫和不同程度的晶化。Ni55Nb20Ti10Zr8Co7非晶合金经799 K（Tg－50 K）热处理1 h发生了结构弛豫，但依然保持非晶结构；在872 K（Tx1 ~ Tg）和918 K（Tx2 ~ Tx1）热处理1 h获得部分晶化合金，前者析出相为CoZr2和NbNi4相，后者增加了NbNi3析出相；经过1050 K（Tx2＋110 K）热处理1 h以上会获得由NbNi4、NbNi3和 ZrNb等相组成的完全晶化合金。Ni55Nb20Ti10Zr8Co7非晶合金腐蚀行为的研究表明：晶化导致非晶合金腐蚀性能变差，而自由体积的减少有利于提高非晶合金腐蚀性能。在1 N HCl、1 N H2SO4和3 mass% NaCl溶液中，弛豫非晶合金的开路电位（OCP）值与铸态Ni基非晶合金相比有所提高，872 K与918 K热处理得到的部分晶化合金的OCP值有所降低，而完全晶化合金的OCP值最低。在1 N HCl和3 mass% NaCl溶液中，只有1050 K热处理2 h得到的完全晶化合金相比于铸态Ni基非晶合金的钝化电流密度（ipass）增加，其余合金均没有变化；而在1 N H2SO4溶液中，弛豫非晶合金与872 K热处理得到的部分晶化合金的ipass值基本不变，经过918 K与1050 K热处理得到的合金钝化电流密度升高，耐腐蚀性能进一步下降。相对于自由体积含量较多的非晶合金薄带，Ni55Nb20Ti10Zr8Co7块体非晶合金在1 N HCl、1 N H2SO4和3 mass% NaCl溶液中的耐腐蚀性能更为优异。

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