Effect of Ti on Corrosion Resistance of Self – shielded Arc-surfacing Alloy摘 要Effect of Ti on Corrosion Resistance of Self – shielded Arc-surfacing Alloy摘 要高铬铸铁堆焊合金优良的耐磨性已成为广泛的共识，但是当其运用于氧化铝精炼厂的拜耳精炼过程中的浆料泵组件和管道时，不仅需要有良好的耐磨性，而且还需要较好的耐腐蚀性。本文开发了一种新型无渣型铁基自保护药芯焊丝（SSFCW），其具有不同的钛含量，以制造堆焊合金。钛可以使用铝镁合金粉末和焊丝中的石墨转移到熔池，作为更强的脱氧剂。通过X射线衍射和扫描电子显微镜来观察得到所制备的合金的相组成和微观结构。结果表明，TiC优先在合金中形成，它主要作为一次M7(C,B)3（M 主要是Cr和Fe）碳化物的形核核心，并且把钛添加到药芯焊丝中时，降低了M7(C,B)3的数量。当添加Ti元素时，由于形成TiC，消耗了碳，所以合金的显微组织从过共晶组织变为亚共晶组织。向铁基SSFCW添加钛可提高合金的耐磨性和耐腐蚀性，以及得到相对较高的硬度和细化的微观结构。在本研究中，将高铬铸铁耐磨合金放置于PH约为14的碱性溶液中，使用电化学腐蚀技术研究腐蚀行为，针对Ti对高铬合金堆焊层耐腐蚀性的影响进行了研究。实验结果表明: 钛能够改善合金的耐腐蚀性，这与添加钛元素引起的微观结构变化有关，钛含量的增加减少了晶界的碳化物的量，提高了溶解在铁基体中的铬的量，从而使得高铬铸铁堆焊合金具有优异的耐腐蚀性。 较高的钛含量会减小晶粒的尺寸以及降低碳化物含量，碱性介质中的耐腐蚀性随着基体中铬含量提高而升高。关键词自保护明弧堆焊；高铬铸铁；合金元素 Ti；微观组织；耐腐蚀性
目 录
第一章 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究现状 5
1.3 研究思路 7
第二章 实验方法 9
第三章 结果与讨论 11
3.1 焊缝中发生的冶金反应 11
3.2 显微结构分析 12
3.3 钛对合金硬度的影响 17
3.4 高铬铸铁合金的腐蚀行为 18
3.4.
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1 电位动力学试验宏观表面分析 18
3.4.2 添加不同钛含量的堆焊合金的腐蚀极化曲线图 19
3.4.3 电化学腐蚀分析 20
结论 23
参考文献 24
致谢 27
第一章 绪论
1.1 研究背景
日常生活中的材料是指可以用来做成拥有一定的使用用途的零构件或其他物品的物质。它包括金属材料（还分为黑色金属和有色金属，比如钢、铜、铝、镁、钛等）、有机高分子材料（比如塑料、纤维、橡胶等）、无机非金属材料（比如陶瓷、玻璃等）以及复合材料（比如碳纤维、玻璃钢等）。提到材料，就会有一个非常严重的问题，那就是腐蚀。只要是材料，那么腐蚀的问题一定存在。腐蚀既不会是过去，也不会是将来，腐蚀，“永远在路上”。也许会有人认为腐蚀离我们的日常生活很遥远，与我们没有太大关系，实则大错特错，在我们日常生活中，我们穿的衣服、吃的食物、住的屋子以及出行的工具等等都离不开材料，而材料一旦发生腐蚀，那么一定会出现一些问题，轻则造成经济上的损失，严重的话甚至还会威胁生命安全。
腐蚀的问题随处可见、无处不在，材料及其相应制品的腐蚀问题遍及我们国家工业部门的各个方面，各个角落，还和人民生活密切相关。
腐蚀所带来的危害不仅仅是单一的，而是多方面的，而且绝大部分的腐蚀是一个从量变到质变的累积过程，在量变过程中人们往往不容易注意到，只有等到其积累到一定程度而诱发为破坏性巨大的突发严重事故时，才会引起人们的关注。所以这也提醒我们，腐蚀的问题绝非小事，我们应该改变以往不太重视的态度，对腐蚀问题一定要谨慎对待，多加小心。
腐蚀还带来了巨大的经济损失，在2003年所出版的《中国腐蚀调查报告》中，说明：中国腐蚀所造成的损失约占GDP的5%（再加上其造成的间接损失，2001年的损失金额约为5000亿人民币），2012年我国GDP约为519,322亿人民币，以此计算腐蚀造成的经济损失约为25,966亿元人民币，这显然是一个异常庞大的金额。在全世界，腐蚀对经济和环境等方面（包括交通运输、开采勘探、净水送气等）的破坏非常严重。当今时期，世界上每年的腐蚀损失金额可达1.8万亿美元之多，约合11万亿元人民币。
材料提前失效所造成的经济损失有直接经济损失和间接经济损失两个方面。其中直接损失包括：修理费、防护费以及更换设备和构件费等；间接损失则包括：环境污染损失费、人身事故的赔偿费、腐蚀产物积累或腐蚀破损引起的流失、停产损失、腐蚀产物积累或腐蚀破损引起的效能降低、材料及制品失效引起的产品的流失、腐蚀产物导致成品质量下降等所造成的损失等等。例如中原油田在1993年时，由于管线与容器的严重的腐蚀穿孔，其中更换590公里的油管所造成的直接经济损失就达7000多万元人民币，而停产、产品流失、污染环境、效率下降等间接损失则达到2亿多元人民币。由此可见间接损失并不比直接损失少，反而往往会比直接损失高出好几倍。通过大量的事实可以说明，材料的提前失效，大部分是由于材料在制造环境、运行环境和自然环境的作用下所引发的腐蚀、疲劳（疲劳与腐蚀疲劳）和磨损（摩擦磨损腐蚀）造成的，世界各个国家都曾因为它们而导致过重大的损失，而且引发过许多的重大事故。
腐蚀还对环境造成严重的污染，材料在发生腐蚀的同时，它的腐蚀产物不可控制的要流失到土壤、水等自然环境中，严重地影响了自然环境，其中还有一些金属离子（比如六价铬离子）以及重金属元素等，这些元素严重威胁了我们所处的生态环境以及人类健康，但是这些材料的腐蚀对人体的危害以及对环境的污染却一直都没有得到重视。
因为材料及其制品的提前失效大都具有一定的隐蔽性，即往往会在人们不易察觉的时候就对环境造成严重的污染。比如输油管线的开裂会导致大量的原油产生泄漏，继而污染土壤；核电站由于材料以及其制品的提前失效讲会造成设备损坏继而污染环境等。2007年7月11日，大连的一个煤气新厂通往市内的DN720mm煤气主管道在出厂3 公里处，后盐立交桥附近发生了泄漏，致使大量煤气外泄造成环境的严重污染，使得周围方圆十里蔓延着异常难闻的气味，当地政府只能紧急疏散居民。经现场挖掘后，工作人员发现在后盐立交桥下铁路南侧处，一截长达20余米长的煤气管线的底部产生了严重的腐蚀穿孔，漏点呈现出蜂窝状。经研究人员分析，发生事故的主要原因是由于随着近年针对铁路进行电气化改造，从而急剧增加了列车在运行时在地下所产生的杂散电流，缩短了DN720mm管线与电气化铁路的垂直距离，致使处于地下的杂散电流过大，超过了当初的设计所能承受的范围，从而使得管道下部发生了强电化学腐蚀现象。前面的案例足够来证明我们的周围在不断地发生腐蚀严重影响环境的事故，所以我们一定要认真对待这一严重问题，绝不能随意忽视。

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