热带海洋大气环境下不锈钢的腐蚀寿命评估

目的 给出一种模拟万宁海洋大气环境的室内加速环境谱并对典型不锈钢材料进行寿命预测。方法 采用失重法对4种不锈钢的耐蚀性进行宏观分析。采用X射线光电子能谱分析仪（XPS）对4种不锈钢的腐蚀产物类型进行分析。采用扫描电子显微镜（SEM）对4种不锈钢的腐蚀产物进行微观分析。采用腐蚀电化学法对4种不锈钢进行宏观电化学分析。采用灰色关联度分析法研究室内加速环境谱与万宁海洋大气环境下户外暴露试验的相关性。结果 4种不锈钢的腐蚀失重速率都随着试验时间的增加而降低,其中430不锈钢腐蚀速率的减小程度最明显。4种不锈钢均在室内加速腐蚀试验中表现出较好的耐蚀性,耐蚀性由好到差依次为2205、316L、304、430不锈钢。XPS结果显示,304不锈钢与316L不锈钢的腐蚀产物主要为Fe₂O₃和Fe₃O₄;2205不锈钢的腐蚀产物主要包括Fe₂O₃以及Fe OOH或FeCr₂O₄;430不锈钢的腐蚀产物属于典型不锈钢的腐蚀产物,主要由...     

海洋大气环境下TC4钛合金与316L不锈钢铆接件腐蚀行为研究

研究了TC4-316L异种金属铆接件在模拟海洋大气环境条件下的腐蚀行为。利用失重法、X射线光电子能谱分析(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、激光共聚焦显微镜等方法分析了试样的腐蚀动力学、锈层成分、腐蚀形貌。结果表明,TC4-316L铆接件在周期浸润实验1200 h后,316L不锈钢发生了腐蚀,而TC4钛合金并没有明显的腐蚀现象;316L不锈钢腐蚀产物包含FeOOH,Fe3O4和Fe2O3,而TC4钛合金表面主要为TiO2和Ti2O3等钛的氧化物组成的氧化膜。与单件316L不锈钢相比,由于电偶腐蚀与缝隙腐蚀的共同作用,TC4-316L铆接件中的316L不锈钢腐蚀加速。     

酸性介质中超临界水氧化过程对316L不锈钢的腐蚀

以三种酸(HCl、HNO_3、H_2SO_4)与甲醇分别配制成不同pH的酸性溶液作为腐蚀介质,考察了316L不锈钢在超临界水氧化条件下的腐蚀情况。结果表明:在3种腐蚀介质中,随着酸性的增强,316L不锈钢的腐蚀速率增大,其增幅在pH为3～5时最大,在pH为2～3时较小,在pH为5～6时几乎维持不变;316L不锈钢表面的腐蚀产物为Fe_3O_4、(Cr,Ni)Fe_2O_4和Cr_2O_3等氧化物,氧化物种类与酸的类别没有明显关系;在HCl溶液中腐蚀后,316L不锈钢表面并未出现点蚀现象,这与超临界水氧化条件下无法形成稳定的氧浓差电池有关。     

S30432在不同煤灰/烟气环境中的高温腐蚀行为研究

目的研究S30432涂覆信源和榆能电厂两种不同硫酸盐含量的煤灰后的腐蚀行为,探讨S30432在SO2气氛/煤灰环境中的高温腐蚀机制。方法将涂覆煤灰的S30432钢试样置于烟气/煤灰中腐蚀,间隔一定时间取出样品称量,获得腐蚀动力学曲线。采用扫描电子显微镜、能谱分析仪和X-射线衍射仪等,研究腐蚀产物的形貌、成分和物相组成。结果合金发生了氧化和硫化腐蚀,腐蚀过程中有加速腐蚀阶段。S30432在低硫含量煤灰腐蚀后未见明显的腐蚀产物剥落,试样表面生成相对致密且具有保护性作用的Cr_2O_3膜,腐蚀产物膜较薄。在高硫含量煤灰中,腐蚀产物分层生长且剥落严重,腐蚀2000 h后失重超过45 mg/cm~2,腐蚀产物层主要由Fe2O3、(Fe,Cr)_2O_3、NiCr_2O_4及嵌入腐蚀层的煤灰粒子组成。在腐蚀层/基体界面形成了富Cr和S的腐蚀层。结论 S30432在烟气/信源煤灰环境中比在烟气/榆能煤灰环境中更耐蚀。煤灰中硫酸盐含量增加,S30432的腐蚀速率显著增加。在高温烟气/煤灰协同作用下,合金易发生热腐蚀,铁、镍、铬及其氧化物在合金表面熔盐中的溶解是造成合金耐蚀性降低的原因。     

核级316NG控氮奥氏体不锈钢的局部腐蚀行为

采用电化学测试法、点腐蚀试验法、盐雾腐蚀试验法和慢应变速率测试法,分别对比研究了核级316NG控氮奥氏体不锈钢和321奥氏体不锈钢的局部腐蚀行为,并利用扫描电子显微镜、光学显微镜等分别观察腐蚀后不锈钢的表面形貌。结果表明:316NG和321不锈钢晶间腐蚀再活化率分别为3.83%和4.47%,点腐蚀速率分别为10.74g/(m2·h)和45.97g/(m2·h),盐雾腐蚀速率分别为2.14×10-2 g/(m2·h)和12.32×10-2 g/(m2·h),应力腐蚀开裂敏感指数分别为0.078和0.10;316NG不锈钢中N和Mo元素提高了其耐局部腐蚀性能,因此其耐局部腐蚀性能均优于核电站结构材料321不锈钢的。     

核级E316L焊条在高温水环境下的均匀腐蚀行为

结合腐蚀失重变化并利用SEM和XRD等手段研究了核级E316L不锈钢焊条熔敷金属在模拟核电一回路水环境中的均匀腐蚀性能。试验结果显示,随着腐蚀周期的增加,腐蚀失重先迅速增加,随后增加趋缓,腐蚀失重速率逐渐减小;而试样表面氧化物颗粒尺寸逐渐增大,氧化膜的主要成分为铁和铬的氧化物;核级E316L不锈钢焊条具有良好的抗均匀腐蚀性能。     

新型Te-Ni-Cr合金在Na2SO4-25％NaCl熔盐中的腐蚀行为

利用粉末冶金技术制备了新型Te-Ni-Cr合金材料.通过静态质量损失试验,X射线物相分析,扫描电镜形貌观察及微区成分分析等手段,研究了合金在750℃Na2SO4-25wt％NaCl熔盐中的热腐蚀行为及热腐蚀动力学规律.研究表明:稀有元素碲的加入,使合金的腐蚀速率较Ni-Cr合金有比较明显的下降;随时间的延长,合金表面的腐蚀程度不断增加;腐蚀产物主要为铁的氧化物、镍及铬的硫化物和氧化物;热腐蚀层主要由铁的氧化物和CrO3组成.     

J4不锈钢及化学镀Ni-P和Ni-Cu-P镀层在液-固两相流中的冲刷腐蚀行为

用质量损失法系统研究了不同温度(25和50℃)和不同冲刷速率(0.63—1.88 m/s)下,J4不锈钢、Ni-P和Ni-Cu-P合金镀层,及对比材料316L不锈钢在液-固两相流(20%H_2SO_4+20 g/L Al_2O_3)中的冲刷腐蚀行为,结果表明:不锈钢和镀层的抗冲刷腐蚀性能由高到低依次为镀态Ni-Cu-P,镀态Ni-P,热处理态Ni-Cu P,316 L,J4,提高两相流介质温度均使它们的冲刷腐蚀速率增大。316L不锈钢在25℃液-固两相流介质中的冲刷腐蚀速率分别为镀态Ni-Cu P,镀态Ni-P和热处理态Ni-Cu-P镀层的8.5倍,8倍和2.6倍以上,而在50℃下分别为392倍,80倍和14.8倍以上;J4不锈钢在25和50℃液-固两相流介质中的冲刷腐蚀速率分别为316L不锈钢的28倍和13倍以上,在25和50℃,J4不锈钢分别为选择性腐蚀和均匀腐蚀,而316L不锈钢均为轻微选择性腐蚀,Ni-P和Ni-Cu-P合金镀层均为均匀腐蚀。     

316L不锈钢纤维在硫酸中的腐蚀行为

采用失重法对316L不锈钢纤维在不同浓度和温度硫酸介质中的腐蚀行为进行了研究,应用SEM对试样的腐蚀形貌进行了观察,利用EDS对试样表面腐蚀产物进行了分析.结果表明:在60℃和70℃的温度下,316L不锈钢纤维的腐蚀速率在30%～40%的硫酸浓度下呈现峰值,之后随硫酸浓度的增加而减小;60℃以下,腐蚀速率变化很小,60℃以上,腐蚀速率随温度迅速增大.SEM观察发现腐蚀速率较低时,试样表面凸起增多;反之,则凸起几乎全部消失,表面覆盖物增加.成分分析显示:Cr在硫酸中含量几乎不变,Ni的含量减少.     

温度对钢材在高硫高酸值原油中腐蚀行为的影响

采用高温高压釜研究了20钢、1Cr5Mo钢、304不锈钢和316L不锈钢在不同温度下在高硫高酸原油中的腐蚀行为。利用扫描电镜和能谱技术测试了腐蚀产物膜的微观形貌与产物膜的化学组成。结果表明:4种钢材在高温原油中的耐蚀性优劣为:316L不锈钢304不锈钢1Cr5Mo钢20钢;4种钢材的腐蚀速率总体上随温度的升高而增大,当温度大于200℃时,20钢和1Cr5Mo钢的腐蚀速率增加较快,而不锈钢在200℃以上时腐蚀速率随温度变化并不明显;钢材在200℃及以下的原油中主要为轻微的环烷酸腐蚀,当温度达到280℃附近时,硫开始参与反应,形成了环烷酸与活性硫协同腐蚀的环境,腐蚀速率较大。     

不锈钢盐酸露点腐蚀行为的原位研究

利用一种新型的露点腐蚀模拟装置结合原位的电化学阻抗谱,电化学噪声等测试手段评价了304和316L两种不锈钢的盐酸露点腐蚀行为.结果表明,316L不锈钢表现出更优异的耐盐酸露点腐蚀性能,主要原因可归结为两点:一是316L不锈钢钝化膜中含有较高的Cr/(Cr+Fe) 比以及较低含量的Fe;二是316L不锈钢钝化膜中含有能改善抗点蚀性能的Mo.     

多层氧化膜应力腐蚀开裂裂尖的微观力学特性

以氧化膜破裂理论和光电化学法的研究结论为基础,利用有限元分析方法对高温水环境中316不锈钢表面多层氧化膜应力腐蚀开裂(SCC)裂纹尖端微观力学状态进行了分析。结果表明:裂纹尖端区域的高应力应变区主要集中在氧化膜的Fe_3O_4层中;多层氧化膜中不同材料层的交界处均出现应力应变的突变;多层氧化膜中Cr_2O_3层和镍富集层的高应力是促使氧化膜强度减小并发生脆断的主要原因之一。     

不锈钢表面Cr-Pd合金电沉积及镀层在强还原性介质中的耐蚀性

通过选择络合剂、缓冲剂及采用方波脉冲电流和优化电镀工艺, 在酸性镀液中实现了Cr-Pd共镀, 并在不锈钢表面制备出均匀致密且与基体结合良好的Cr-Pd合金镀层. 通过改变镀液中铬盐和钯盐的相对含量, 可以大范围改变镀层成分. Cr-Pd合金镀层可显著提高不锈钢在高温还原性腐蚀介质中的耐蚀性, 在沸腾的20%(质量分数)H₂SO₄溶液中, Cr-Pd合金镀层使316L不锈钢的腐蚀速率降低了4个数量级以上. 镀层中的Cr和Pd对致钝具有协同促进作用, 当镀层中含有2.5%Pd(质量分数)时即具有明显的促进钝化效果, 含33.3%Pd镀层对不锈钢的保护效果与纯Pd镀层相当.     

Effects of nitric acid passivation on the corrosion behavior of ZG06Cr13Ni4Mo stainless steel in simulated marine atmosphere

ZG06Cr13Ni4Mo martensitic stainless steel was nitric acid-passivated to improve its corrosion performance. The effects of nitric acid passivation on the surface morphology, chemical composition, electrochemical properties, semiconductor behavior, and long-term corrosion performance of the stainless steel were investigated using various analytical techniques. An in-depth analysis of X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) showed that the passive film formed after the acid passivation process showed high thickness and a duplex character as it consisted of a hydroxide layer and an oxide layer. The oxide layer affected the corrosion resistance and thickness of the passive film. The thickness of the passive film was calculated theoretically as well as experimentally by fitting the electrochemical impedance spectroscopy and XPS results. The electrochemical tests revealed that the dramatic increase in the corrosion resistance of the stainless steel after the passivation was due to the formation of a thick, low-disorder passive film rather than Cr enrichment. The removal of inclusions resulted in higher pitting resistance, whereas the increased roughness showed a negative effect on the corrosion behavior of the stainless steel. During the wet–dry cyclic tests, the modification of the passive film was examined. The passivated stainless steel exhibited good corrosion resistance for up to 50 days of exposure in the simulated environment.     

金属材料在模拟地热水环境中的腐蚀与结垢特性

目的地热水的腐蚀和结垢是地热资源开发利用的核心问题,研究几种常见金属材料在地热水中的腐蚀和结垢规律,为地热资源开发利用提供理论依据。方法通过扫描电子显微镜,X射线衍射仪、动态挂片试验、极化和交流阻抗测试等方法,对比研究紫铜、304不锈钢和20#碳钢在模拟地热水溶液中的腐蚀和结垢情况。结果 3种金属材料表面的结垢产物均为Ca CO3,20#碳钢表面的Ca CO3均为方解石相,304不锈钢和紫铜表面的Ca CO3包含方解石相和少量文石相,304不锈钢表面的Ca CO3分布较紫铜疏松,且含垢量较小。20#碳钢表面腐蚀产物的内层主要是黑色的Fe3O4,外层主要是黄色的Fe2O3;紫铜表面的腐蚀产物主要是铜的氧化物;304不锈钢表面无腐蚀产物。浸泡期间,304不锈钢未发生腐蚀且腐蚀电流密度最小;紫铜的整体耐蚀性能不及304不锈钢,但耐点蚀性能最佳;20#碳钢腐蚀严重,腐蚀电流密度较大。结论在模拟地热水溶液中,304不锈钢拥有比紫铜和20#碳钢更好的耐腐蚀性能和阻垢性能。     

Zr含量对磁控溅射NiCrZr薄膜结构及耐蚀性的影响

目的在316L不锈钢基体表面磁控溅射Ni CrZr薄膜,提高其在3.5%NaCl溶液中的耐蚀性。方法采用非平衡磁控溅射技术,在316L不锈钢基体上,用Ni Cr(原子比80:20)复合靶和纯Zr靶制备了不同Zr含量的Ni CrZr薄膜。采用XRD、原子力显微镜、扫描电镜和Gamry电化学工作站,分别分析了Ni Cr Zr薄膜的物相组成、表面形貌、表面粗糙度、截面形貌、元素组成、厚度以及在3.5%NaCl溶液中的电化学腐蚀性能。结果随着Zr靶功率的增加,薄膜中Zr含量不断增加,薄膜的组织结构不断细化,表面粗糙度由4.91 nm减小到了2.79 nm。薄膜主要由Cr3Ni2、Cr1.2Ni0.8Zr、Cr2Zr、CrO3、Ni Cr O4和ZrO2相组成,表明薄膜容易在空气中氧化。此外,随着Zr含量的增加,与316L基体相比,Ni Cr Zr薄膜在3.5%NaCl溶液中的腐蚀电流减小,腐蚀电位增大。当Zr原子分数为24.73%时,NiCrZr薄膜可以在溶液中形成稳定的钝化膜,从而表现出最佳的耐蚀性,腐蚀电流密度达到最小值13.10nA/cm2,与316L基体相比减小了95%。结论 Zr含量的增加可以使薄膜变得更加细密,有效阻隔电解质与基体的接触,从而提高涂层的耐蚀性。     

0Cr25Ni7Mo4、316与304不锈钢临界点蚀温度研究

采用外加恒定电位下腐蚀电流-温度扫描方法研究了0Cr25Ni7Mo4、304和316不锈钢在1 mol/L NaCl水溶液中的点蚀行为。利用不锈钢临界点蚀温度评价了材料的耐点蚀性能.测得0Cr25Ni7Mo4和316不锈钢的临界点蚀温度分别为79.5 ℃和15 ℃,304不锈钢在0 ℃以下.对0Cr25Ni7Mo4不锈钢材料优良耐点蚀性能的原因进行了分析讨论.