外锈层对低碳钢腐蚀影响的电化学分析

选用某型船用低碳钢,在3mass%NaCl溶液中浸泡一年,用电化学技术研究外锈层去除前后低碳钢的腐蚀电化学特征.运用线性极化、电化学阻抗(EIS)和电化学噪声(EN)技术比较外锈层去除前后钢的耐蚀性,分析外锈层对腐蚀的影响;通过对内、外锈层和裸钢腐蚀形貌的显微观察、对内锈层的电子探针(EMPA)和X射线衍射(XRD)分析,研究外锈层对腐蚀影响的机理.结果表明,去除外锈层使钢的耐蚀性减小,腐蚀速率增大;外锈层的去除导致氧更易于向内输送,进而影响内锈层/金属基体界面的电极过程.     

碳钢和耐候钢在南沙海洋大气环境中的初期腐蚀行为

采用腐蚀失重法、宏观形貌观察法、SEM、XRD、白光干涉及拉伸实验等分析手段对碳钢Q235和耐候钢Q450NQR1在南沙大气环境下的初期腐蚀行为进行了研究。结果表明,Q235和Q450NQR1在南沙大气环境中的初期腐蚀比万宁及西沙等海洋大气环境中的腐蚀严重,2种钢的朝天面都比朝地面腐蚀严重,朝地面的锈层更容易脱落。暴晒2个月时,Q235和Q450NQR1的腐蚀失厚相近。暴晒5个月时,Q235的腐蚀失厚明显高于Q450NQR1的腐蚀失厚。2种钢在暴晒2个月时,朝天面和朝地面的腐蚀产物都主要为γ-FeOOH、α-FeOOH和Fe_3O_4;而暴晒5个月时,朝天面产物中出现了β-FeOOH,而朝地面β-FeOOH极少。朝天面的产物中Fe_3O_4相对含量少于朝地面,γ-FeOOH的相对含量多于朝地面。     

晶粒尺寸对桥梁钢的耐腐蚀性能影响

通过周期性浸润腐蚀试验,研究了晶粒尺寸对桥梁钢Q345的耐腐蚀性能的影响。不同晶粒尺寸的Q345钢的失重数据表明,大晶粒尺寸的铁素体和珠光体组织的耐腐蚀性能略优。扫描电镜和X射线衍射仪对加速腐蚀产物-锈层进行了分析。结果表明,两种试样均存在较致密的内锈层和疏松外锈层,大晶粒尺寸试样的内锈层与钢基的结合更紧密。两种试样的锈层成分主要是Fe3O4和少量的各种FeOOH,内锈层FeOOH的含量更多。     

低合金耐候钢在含氯离子环境中的耐腐蚀性能

从钢基体和带锈层钢试样两方面研究了碳钢、Cor-Ten钢和贝氏体耐候钢在含氯离子环境中耐腐蚀性能.钢基体的极化曲线和电化学阻抗谱分析结果是贝氏体耐候钢具有最小腐蚀电流和最高极化电阻,表明细晶组织的贝氏体耐候钢基体耐蚀性能优于其它两种钢.X射线衍射分析结果是三种钢锈层的相组成是相近的,但带锈试样的电化学阻抗谱结果显示贝氏体耐候钢锈层的阻碍氯离子透过能力高于其它两种钢锈层.在整个加速腐蚀实验中贝氏体耐候钢失重始终最小,带锈层的贝氏体耐候钢的耐腐蚀性能也优于其它两种钢.     

耐候钢表面预处理对其腐蚀行为的影响

通过向带锈耐候钢表面喷淋锈层稳定化剂进行预处理,使锈层表面形成了一层化学转化层,并进而研究了其对耐候钢继续腐蚀行为的影响。利用干湿循环交替腐蚀(CCT)、增重实验、场发射扫描电镜(SEM)及能谱仪(EDS)、X射线衍射分析仪(XRD)和电化学工作站等实验手段对经过预处理及未处理样品进行对比测试。结果表明:该转化层对腐蚀性离子Cl-有显著的拦截效应,并导致样品在腐蚀过程中增重减缓;预处理不改变腐蚀产物的类型,但会造成锈层内非晶相比例上升并使锈层颗粒更加细小;转化层的短期效应与长期影响不同,转化层的存在总体上有利于加速锈层稳定化。     

Ni对耐候钢在模拟海洋大气环境下耐蚀性的影响

通过周期浸润加速腐蚀实验,研究了不同Ni含量的耐候钢在模拟海洋大气环境下的腐蚀规律.采用失重法评价耐候钢的耐蚀性,并利用扫描电镜 (SEM),X射线衍射(XRD) 和电化学方法对耐候钢表面生成的锈层进行了分析.结果表明,随着Ni含量的增加实验钢的耐蚀性逐渐增加,当Ni含量超过3%(质量分数) 其耐蚀性较对比钢提高了两倍;Ni的存在能够提高实验钢的自腐蚀电位,并促进保护性腐蚀产物α-FeOOH的形成;电化学阻抗测试结果表明,实验钢中Ni含量越多,实验钢的电阻越大,锈层的保护性越好.     

不同NaCl浓度对耐候钢腐蚀产物的影响

对Q450耐候钢在不同浓度NaCl溶液中模拟海洋大气环境进行了周期浸润试验.采用光学显微镜、扫描哇镜和X射线衍射仪对钢的腐蚀形貌、锈层截面和腐蚀产物进行了观察和分析.结果表明:随着NaCl浓度的提高,锈层变得疏松多孔;不同浓度NaCl溶液中主要腐蚀产物相同,均为γ-FeOOH及少量Fe3O4.     

热震对结构钢锈层裂纹的影响

通过周浸加速腐蚀试验在结构钢表面形成了锈层,用压痕法测定了锈层的断裂韧性,在锈层及锈层/钢基体界面预制压痕裂纹,观测压痕裂纹在温度变化过程中的扩展行为,从而评价了锈层的抗热震性能.结果表明,锈层/钢基体界面的断裂韧性和抗热震能力均优于锈层本身,裂纹更倾向于在锈层中形核和扩展.温度变化可导致锈层中原有裂纹的扩展,但不会使裂纹在锈层中形核.     

Cr、V合金化弹簧钢腐蚀产物的相组成与转化

采用中性盐雾腐蚀实验对不同Cr与V含量的合金弹簧钢进行了24~288 h的腐蚀实验，用光学显微镜(OM) 观察腐蚀样品的表面宏观形貌，通过扫描电镜 (SEM) 观察腐蚀产物 (简称锈层) 截面情况，用能谱仪(EDS) 分析确定了腐蚀产物中Cr、V和Cl含量与分布情况，用X射线衍射 (XRD) 和Rietveld分析确定了腐蚀产物各锈层相的相对含量。结果表明：当腐蚀时间达到288 h时，钢表面逐渐形成内层 (30~50 μm) 和外层 (100~180 μm) 的两层结构锈层。其中外层主要是由γ-FeOOH组成，很容易剥落；而内层包含α-FeOOH和Fe₃O₄，结构较致密，与基体结合比较牢固。Cr和V在内层锈层中明显富集，而没有Cl^-，说明在内层锈层区域Cl^-侵入受到阻止；而外层锈层中Cr和V基本没有富集，且含有一定量的Cl^-；通过XRD分析腐蚀的不同阶段和不同部位的锈层成分图谱及相对含量关系，分析了γ-FeOOH形成和γ-FeOOH转化为α-FeOOH的过程。基于上述分析构建了不同相的转化模型。     

青铜文物锈体的组织结构分析

采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线电子能谱(EDAX)和金相显微镜(OM)等方法，分析比较了染有“粉状锈”与未染粉状锈的青铜残片的矿物组成、腐蚀层分层结构及金相组织.结果发现，染有“粉状锈”的青铜样品含有未染粉状锈的样品所没有的副氯铜矿；其断面腐蚀层分若干层，且每层锈体的结构和元素组成各不相同，金相分析表明了粉状锈生成属点蚀或晶间腐蚀. 