1前言
由于优良的耐腐蚀性、耐磨性和其它性能以及电镀法无可比拟的均镀能力等方面的特点,化学镀镍磷非晶态合金在工业生产领域被广泛地应用。但是,由于化学镀镍磷合金特殊的加工工艺过程和镀层性能,迄今为止,人们不仅对镍磷合金镀层的反应沉积过程了解不甚清楚,同时对影响镍磷合金镀层性能的诸多因素也考察不够。
目前石油工业对镍磷合金镀层的应用抱有浓厚的兴趣,尤其希望将其应用到油田集输管道,以解决近年来高矿化度、H2S、CO2和细粉砂对集输管道造成的强烈的腐蚀、冲刷腐蚀损坏。而集输管道应用化学镀镍磷合金技术的难点,除了施镀工艺技术外,还在于镀覆后管道的焊接问题。焊接过程对镍磷合金镀层的耐腐蚀性能有何种影响?焊口处会不会形成阳极区或电偶对而加速腐蚀?焊缝区的温度分布及其对镍磷合金镀层组织结构的影响是极为复杂的[1]。因此,深入了解焊接过程中的温度和时间组合条件对镍磷合金镀层性能的影响很有必要。本文通过短时间热处理的方式模拟焊接热影响区中各点的情况,研究镍磷合金镀层性能的变化规律。
2试验内容
试验样品为60mm×50mm×3mm的Q235(A3)钢,采用AEN540高耐蚀耐磨化学镀镍磷合金技术[2]对样品实施化学镀,以获得镍磷合金镀层,镀层厚度为25μm。然后,在马弗炉中进行不同温度、不同时间的热处理。为了考察短时间热处理条件对镍磷合金镀层性能的影响,采用表1的热处理条件。
X射线衍射试验采用D/max-TA型衍射仪进行测量。试验条件为:钴靶辐射,石墨单色器滤波,管压40kV,管流100mA,狭缝宽度DS/SS均为1°,RS为0.15mm,采用闪烁计数管计数。
镀层硬度采用HX-1显微硬度计测试,测试条件为:100g,15s。每个样品至少测试3个点,然后取平均值。
电化学测试采用美国EG&GPARM352腐蚀电化学测试系统和M388电化学阻抗谱测试系统进行测量。参比电极为饱和甘汞电极(SCE)。采用如图1所示的有机玻璃制作的电解池,以利于大尺寸试验样品进行多点测试,免去机加工过程对镍磷合金镀层表面的影响。实验溶液为3.5%NaCl,常温常压。