Studie zur Oberflächenkorrosionsbeständigkeit von Titanstahl-Verbundplatten in simuliertem Meerwasser
Verbundplatte aus TitanstahlKombiniert die hervorragende Korrosionsbeständigkeit des Titanmaterials mit den Vorteilen der hohen Festigkeit und der niedrigen Kosten von Stahl und ist ein unverzichtbarer Konstruktionswerkstoff für korrosionsbeständige Geräte wie Druckbehälter, chemische Reaktionsbehälter, Wärmetauscher und Erdöltransportleitungen.
Schweißen ist ein wichtiges Verfahren zur Herstellung von Titanstahl-Verbundplatten, und die Qualität des Schweißens wirkt sich direkt auf die Lebensdauer der Verbundplatten aus. Das Schweißen von Titan-Stahl-Verbundplatten gehört zur Kategorie des Mischmaterialschweißens. Derzeit werden kommerzielle Titanstahl-Verbundplatten in China hauptsächlich durch Sprengschweißen hergestellt. Aufgrund der augenblicklich hohen Temperatur und der starken Aufprallkraft, die durch die Explosion entstehen, kann es zu Schweißfehlern wie Verunreinigungen, Poren und Rissen an der Verbindungsschnittstelle der Verbundplatte kommen. In den letzten Jahren hat sich das Laserschweißen unter Verwendung von Laserstrahlen mit hoher Energiedichte als Wärmequellen aufgrund seiner Vorteile einer starken lokalen Wärmezufuhr, eines kleinen thermischen Wirkungsbereichs und einer guten Steuerbarkeit rasant weiterentwickelt. Insbesondere mit der Laser-Additiv-Fertigungstechnologie wird das Schmelzschweißen von unterschiedlichen Materialien aus Titanstahl durch Hinzufügen einer Zwischenübergangsschicht möglich. Basierend auf der additiven Laserfertigungstechnologie mit Pulverzuführung hat das Forschungsteam erfolgreich Titanstahl-Verbundplatten mit mechanischen Eigenschaften hergestellt, die den Anforderungen der nationalen Norm GB/T 8547-2019 entsprechen.
Fordern Sie eine Verbundplatte aus Titanstahl TA2/S30408 an.
Verbundplatten aus Titanstahl werden in rauen Umgebungen eingesetzt, und raue Umweltfaktoren können das Versagen der Schweißstruktur der Verbundplatte beschleunigen. Korrosionsversagen ist eine der häufigsten Versagensformen. Sobald die Titan-Stahl-Verbundplatte versagt, beeinträchtigt dies die Zuverlässigkeit der Ausrüstung erheblich und stellt eine Gefahr für die Sicherheit von Personen und Eigentum dar.
Ausgehend vom Herstellungsprozess von Titanstahl-Verbundplatten untersucht dieser Artikel die Oberflächenkorrosionsbeständigkeit von explosionsgeschweißten Titanstahl-Verbundplatten, additiv gefertigten Titanstahl-Verbundplatten und spannungsarm gemachten Additiv-Verbundplatten unter Verwendung einer simulierten 3,5 %igen NaCl-Lösung von Meerwasser als korrosives Medium.
Experimentelle Materialien und Methoden
Es gibt drei Methoden zum Vergleich und zur Analyse der Korrosionsbeständigkeit von Oberflächenbeschichtungen
Verbundplatte aus Titanstahl.
(1) Geglühte Sprengstoff-Verbundplatte TA2/Q345R;
(2) Ursprüngliche Verbundplatte für die additive Fertigung TA2/S30408 (einschließlich Cu-Zwischenschicht);
(3) Additiv gefertigte Verbundplatte TA2/S30408 nach Spannungsarmglühen (300 Grad, 4 Stunden Isolierung).
Verwenden Sie eine Drahtschneidemaschine, um die elektrochemische Probe zu schneiden (Probengröße 5 mm × 10 mm × 5 mm), waschen Sie die Probe mit wasserfreiem Alkohol und föhnen Sie sie trocken. Die Oberfläche des Nicht-Prüflings ist mit dem Kupferdraht verlötet, wodurch ein guter Kontakt gewährleistet ist. Anschließend wird der Prüfkörper mit der Vorderseite nach unten in die Kalteinbettungsform gelegt und schließlich wird Epoxidharz zum Aushärten und Formen in die Form gegossen. Nach dem Entformen wird die Oberfläche der Probe mit 5-20 μm metallografischem Schleifpapier (von grob nach fein) auf einer Wassermühle poliert, mit 1 μm Diamantlösung und 0,3 μm Aluminiumoxidsuspension poliert , mit wasserfreiem Alkohol gespült und zur späteren Verwendung getrocknet. Die elektrochemischen Leistungstests wurden mit einer elektrochemischen Workstation (CHI660E) mit einem 3--Elektrodensystem durchgeführt. Die Arbeitselektrode war die Titanschicht auf der Testoberfläche der Probe, die Gegenelektrode war eine Graphitelektrode und die Referenzelektrode war eine gesättigte Kalomelelektrode (SCE). Das korrosive Medium ist eine 3,5 %ige NaCl-Lösung, und das Volumen der korrosiven Lösung für jede Probengruppe beträgt nicht weniger als 100 ml. Führen Sie Wechselstromimpedanz- und Polarisationskurventests durch, nachdem sich das Potenzial stabilisiert hat. Die Amplitude des AC-Impedanztests beträgt 5 mV und die Scanfrequenz wird zwischen 0,1 Hz und 10 kHz gesteuert. Das Scannen der Polarisationskurve beginnt bei 50 mV unter dem Selbstkorrosionspotential und endet bei 1,5 V, mit einer Scangeschwindigkeit von 5 mV/s. Abschließend wird die Probe vor und nach der Korrosion mit einer elektronischen Waage gewogen und die Korrosionsrate mithilfe der Gewichtsverlustmethode berechnet.
