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设备的内外工作环境的腐蚀性一般情况下是不同的,普通的碳钢或者不锈钢均无法满足使用的要求。因此使用强度高、成本低的碳钢作为外部材料,内衬耐蚀性好、成本高的不锈钢材料,既满足性能要求,也满足经济性要求。 本文通过在不锈钢表面电镀Ni-P,对电镀工艺进行了研究,最终得到平整、光洁、致密的镀层,作为后续钎焊的中间层。对镀层进行EDS、DSC测试,准确测量其成分、熔点,为后续钎焊温度以及保温时间的探索提供理论依据。最后对钎焊后试样进行冷轧和退火处理,探索其对结合强度以及耐蚀性能的影响,得出如下结论: (1)在304不锈钢表面使用电镀的方法沉积一层Ni-P镀层,电镀主要工艺参数为:硫酸镍浓度为280g/L,次亚磷酸钠浓度为15g/L,电流密度为10A/dm2,温度设定为30℃。经EDS测试,镀层中含有Ni元素含量的质量分数为88.48%,P元素含量的质量分数为11.52%,对比Ni-P二元相图,并对镀层进行DSC测试,通过不同钎焊温度和保温时间的试验,最终确定钎焊温度为1000℃,保温时间为15min,此工艺具有较好的结合强度以及经济性。 (2)对钎焊完成后中间层进行EDS检测,结果表明,中间层Cr元素含量的质量分数为11.88%,Fe元素含量的质量分数为39.59%,Ni元素含量的质量分数为35.77%,P元素含量的质量分数为12.76%。 (3)对通过冷轧和退火处理的试样进行拉伸试验,结果表明:冷轧加退火处理能够明显提高碳钢/不锈钢复合板的结合强度,第一次冷轧和退火处理后,复合板的结合强度为164MPa,第二次冷轧和退火处理后,复合板的结合强度为189MPa,第三次冷轧和退火处理后,复合板的结合强度为204MPa,随着冷轧和退火处理的次数增加,结合强度提高。 (4)对轧制前后的试样进行金相组织观察发现,连续的脆性中间相逐渐减少至消失。对轧制前后试样进行EDS检测表明,冷轧和退火处理能够促进钎焊中间层成分均一化,减少冶金缺陷。 (5)电化学测试结果表明,在3.5%的NaCl溶液中,304不锈钢母材的自腐蚀电位为-0.3279V,自腐蚀电流为1.046×10-6A,原始镀层自腐蚀电位为-0.2848V,自腐蚀电流为7.81×10-7A,轧制后焊缝侧304不锈钢母材自腐蚀电位为-0.2726V,自腐蚀电流为6.109×10-7A。晶间腐蚀敏感性测试表明,通过冷轧和退火处理,不锈钢母材的耐晶间腐蚀能力并未下降。