冷轧与拉伸变形对镀镍钢带腐蚀性能的影响

论文摘要

由于镍镀层具有良好的外观和耐腐蚀性能,利用其进行表面改性是一项重要的应用技术。常见的镍镀层沉积在钢基底之上,厚度为1-20μm,晶粒尺寸为微米级或纳米级。随着镍镀层的发展,沉积在钢基底上的镍镀层和基底一起加工成形的技术已经部分取代钢基底加工成形后再对其电镀处理的技术。电镀完成后,一些加工工艺被用来改进镍镀层的力学和物理化学性能。利德公司生产的深冲覆镍钢带是一种高性能电池外壳材料,热处理和冷轧被用来改善基底和镀层的结合强度、深冲性能及腐蚀性能。如今,用于电池外壳的电沉积镍镀层满足了快速发展的电池工业的需求,受到了欢迎。然而镍镀层用于电池外壳材料时,其和基底组成的复合体要分别和连续地经过十二次深冲变形。为了生产合格的电池钢壳,起初简单的镀镍带材需要被加工为相对复杂的几何形状而不能出现材料失效或材料性能恶化的现象。因此,研究镀层在变形情况下的行为是很有必要的,因为在变形条件下残余应力的效应就会体现出来,另外加工工艺对镍镀层腐蚀行为的影响需要被系统研究。本文的研究工作分为两个部分。在第一部分工作中,我们研究了冷轧变形对镀镍钢带腐蚀性能的影响。在第二部分工作中,我们对经过拉伸变形后的镀镍钢带的腐蚀行为和微观结构进行了研究。在本文第一章中,首先介绍了本课题的相关研究背景和研究现状,并述说本课题的选题依据。在第二章中介绍了腐蚀的电化学测试和X射线法测试残余应力的理论。在第三章,我们研究了冷轧减薄量对镀镍钢带微观结构的影响,同时研究了腐蚀性能与微观结构之间的联系。在第四章,我们研究镀镍钢带在拉伸变形下的破坏和腐蚀性能。

论文目录

• 摘要
• Abstracts
• 第一章 引言
• 1.1 镀镍钢带在电池钢壳生产中的应用
• 1.1.1 电池钢壳的作用
• 1.1.2 电池钢壳加工工艺
• 1.2 电池钢壳的冲压成形
• 1.2.1 冲压成形基本理论
• 1.2.2 电池钢壳的冲压成形
• 1.3 残余应力与加工变形
• 1.3.1 机械作用造成不均匀塑性变形
• 1.3.2 薄膜中的残余应力
• 1.3.3 残余应力的测试及研究现状
• 1.4 变形对材料腐蚀性能的影响
• 1.4.1 腐蚀的概论
• 1.4.2 腐蚀性能的研究方法
• 1.4.3 变形下材料腐蚀的研究现状
• 1.5 论文的选题依据和主要内容
• 第二章 腐蚀速率及残余应力测试的基本原理
• 2.1 电化学方法测定腐蚀速率
• 2.1.1 电化学腐蚀动力学理论基础
• 2.1.2 塔菲尔外推法测定腐蚀速率
• 2.1.3 线性极化法测定金属腐蚀速率
• 2.2 X 射线法测定残余应力的基本原理
• 2.3 本章小节
• 第三章 冷轧变形对镀镍钢带腐蚀性能的影响
• 3.1 实验过程
• 3.1.1 样品制备
• 3.1.2 实验方法
• 3.2 冷轧变形对镍镀层微观结构的影响
• 3.2.1 表面形貌
• 3.2.2 X 射线测试晶体结构及残余应力
• 3.2.3 讨论
• 3.3 冷轧变形对镀镍钢带腐蚀性能的影响
• 3.3.1 中性盐雾实验
• 3.3.2 电化学测试结果
• 3.3.3 讨论
• 3.4 本章小结
• 第四章 拉伸变形对镀镍钢带腐蚀性能的影响
• 4.1 实验过程
• 4.1.1 样品制备
• 4.1.2 实验方法
• 4.2 拉伸变形对材料微观结构的影响
• 4.2.1 不同变形量样品的表面和截面形貌分析
• 4.2.2 X 射线测试晶体结构及残余应力
• 4.2.3 讨论
• 4.3 拉伸变形对镀镍钢带腐蚀性能的影响
• 4.3.1 中性盐雾实验
• 4.3.2 电化学测试结果
• 4.3.3 讨论
• 4.4 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 论文总结
• 5.2 论文展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表论文目录