ZAlSi7Mg铝合金在深海环境中的腐蚀行为研究

为研究深海低温高压环境中ZAlSi7Mg铝合金的腐蚀行为,采用深海高效串型试验装置进行西太平洋海域腐蚀试验,利用SEM、EDS、XPS等技术分析了ZAlSi7Mg铝合金在500、800、1200和2000 m海深下的长周期腐蚀速率、点蚀深度、腐蚀形貌及腐蚀产物,并与中国南海海域深海腐蚀规律进行对比。结果表明：(1)ZAlSi7Mg铝合金在西太平洋500和2000 m深度处的腐蚀速率和腐蚀产物厚度均高于800和1200 m深度处,且随着海水深度增加,铝合金平均点蚀深度逐渐减小;(2)深海环境中ZAlSi7Mg铝合金的腐蚀类型主要是点蚀、缝隙腐蚀和晶间腐蚀;(3)在西太平洋深海环境中,试验深度较大处试样与较浅处试样相比,表面腐蚀产物中含Al化合物含量较高,而含Mg的化合物含量较低,腐蚀产物主要包括Al₂O₃、Al(OH)₃、Al₂SiO₅和Mg(OH)₂。(4)在西太平洋和中国南海同一海水深度处,ZAlSi7Mg铝合金的腐蚀速率和点蚀深度均存在较大差别。在中国...     

深海环境中304不锈钢腐蚀行为研究

采用深海高效串型试验装置对深海环境中304不锈钢进行实海腐蚀实验,并利用SEM,EDS,EIS和XPS技术,分析了304不锈钢在1200,2000和3000 m海深下的腐蚀行为。结果表明:304不锈钢在深海中的腐蚀速率较小,在1200,2000和3000 m深度海水中暴露0.5 a的腐蚀速率分别为1.84,2.07和3.11μm/a,腐蚀速率随着海水深度的增加略微增大;各海水环境因素对304不锈钢深海腐蚀速率的影响程度由大到小为:压力氧含量电导率温度pH值;深海环境中,304不锈钢表面局部发生缝隙腐蚀,缝隙腐蚀深度随海水深度增加而加深;深海试样腐蚀产物主要是Fe_3O_4和NiO。     

X65钢焊接接头在模拟浅表海水和深海环境中的腐蚀行为对比

在实验室模拟条件下,采用失重法及电化学等方法并结合腐蚀形貌显微观察,研究了X65钢焊接接头在浅表海水和深海(1000 m)环境中的短期腐蚀行为及其机理。结果表明,X65钢焊接接头在浅表海水环境下的腐蚀速率大于深海环境下的腐蚀速率,浅表海水环境以点蚀为主,深海环境只在熔合线附近腐蚀相对较快,焊缝区腐蚀不明显;在模拟浅表海水和深海环境下,热影响区(HAZ)的腐蚀电位均低于焊缝和母材区,导致焊缝区域存在电偶效应,加速了HAZ的腐蚀,形成较厚的腐蚀产物膜。     

含砂流动海水中Q235钢冲刷腐蚀行为研究

目的 研究Q235钢在不同流速和不同含砂量环境下的冲刷腐蚀行为。方法 采用旋转冲刷腐蚀试验装置,利用电化学测试手段、表面显微分析以及失重测量等方法分析流速以及含砂量对冲刷腐蚀行为的影响。结果 试样表面主要以腐蚀坑和划痕为主,随流速的增加,试样表面腐蚀坑数目增多,砂粒摩擦造成试样表面有明显划痕。含砂量较小时,试样表面腐蚀坑较大,且比较分散;随着含砂量增加,试样表面腐蚀坑增多,但是腐蚀坑直径减小。随流速的增加,试样表面腐蚀产物膜变得更加致密。随含砂量的增加,试样表面的腐蚀产物膜变厚,出现更加稳定的Fe2O3。海水流速和含砂量均较小时,Q235冲刷腐蚀电化学表征为单层结构腐蚀产物层。随流速和含砂量的增加,电化学表征转变为双层结构的腐蚀产物层,砂粒无法直接作用于基体表面。冲刷流速从1 m/s增加到5 m/s时,冲刷腐蚀速率由0.0113 mm/a增加到0.0309 mm/a,Q235钢最大腐蚀坑深度由34.47 μm增大到281.94 μm。含砂量从0.15%增加到1%时,冲刷腐蚀速率从0.0113 mm/a变为0.0107 mm/a,最大腐蚀坑深度由34.47 μm变化为16.41 μm。结论 Q235钢的腐蚀速率及腐蚀坑深对冲刷流速较为敏感,而对含砂量变化敏感性较小。     

铝合金在NaHSO_3溶液中干湿周浸腐蚀行为

采用干湿周浸实验、失重法和电化学阻抗谱研究了铝合金1060、2A12和7A04在0.02 mol/L NaHSO3溶液中的腐蚀行为与规律,用扫描电镜(SEM)观察腐蚀产物形貌,并用能谱仪(EDX)和光电子能谱仪(XPS)分析其组成,并测试力学性能.研究表明,随腐蚀时间的延长,铝合金表面的腐蚀产物不断增多,失重增加,力学性能下降;腐蚀产物形貌以团状为主,并不断向外延伸,呈现不均匀的凹凸形貌;腐蚀产物主要为Al2O3和Al的硫酸盐水合物;电化学阻抗谱拟合结果显示,腐蚀速率先增加后降低,腐蚀时间为360 h时腐蚀速率达到最大值;耐蚀性能由强至弱依次为1060,2A12,7A04铝合金.     

耦合多电极矩阵传感技术在埋地腐蚀中的应用

目的介绍耦合多电极矩阵传感技术的工作原理及系统组成,研究16MnR钢在轻集料混凝土和膨润土填埋环境下的腐蚀规律。方法将腐蚀探头埋于轻集料混凝土和膨润土两种户外填埋环境中,研究16MnR钢在两种环境中的腐蚀规律;采用实验室包裹块形式进行干湿交替加速腐蚀,研究加速试验方法的加速效果。结果 16MnR钢在膨润土和轻集料混凝土中的年平均局部腐蚀速率分别为23.7μm/a和0.11μm/a;在干湿交替加速腐蚀条件下,膨润土环境的平均腐蚀速率为109.1μm/a,轻集料混凝土环境的平均局部腐蚀速为1.7μm/a。结论 16MnR钢在膨润土环境下的局部腐蚀速率与环境温度的变化趋势相同;轻集料混凝土对16MnR钢的腐蚀防护效果优于膨润土。采用干湿交替加速腐蚀方法,16MnR钢在轻集料混凝土和膨润土环境的腐蚀效果分别提高了17倍和5倍。     

2B06铝合金大气腐蚀过程的电化学噪声监测

采用电化学噪声EN（electrochemical noise）技术和基于Compact RIO的分布式大气腐蚀便携式现场实时监测系统,对北京地区大气环境下2B06铝合金腐蚀过程进行长期监测,并对采集的电化学噪声信号进行统计分析,探索了电化学噪声方法在铝合金腐蚀现场监测方面的应用及腐蚀速率表征参数,从而对腐蚀进行预测并减小损失。结果表明：该系统可对铝合金的大气腐蚀过程进行现场实时监测,电化学噪声电阻Rn和电流噪声标准偏差SI可作为反映铝合金大气腐蚀速率的表征参数;长期监测结果显示北京地区的2B06铝合金在相对干燥的秋冬季节腐蚀较缓。     

深冷处理对EH40极寒环境船用钢板的海水腐蚀性能影响

采用模拟浸泡实验技术,结合腐蚀形貌分析以及动电位极化和电化学阻抗技术研究了深冷处理对EH40极寒环境船用钢板在3.5%(质量分数)NaCl溶液中的海水腐蚀行为。结果表明:未经深冷处理的极寒环境船用钢板表面发生均匀腐蚀,在样品表面有均匀致密的腐蚀层产生;而经过-80℃深冷处理的钢板试样表面发生点蚀现象,其腐蚀失重增加,腐蚀速率由1.15 mm/a升至1.33 mm/a,增幅约为15.6%,同时腐蚀电流密度由1.244μA·cm^-2升至3.643μA·cm^-2,电化学阻抗值减小,耐蚀性降低;两者的腐蚀产物以α-FeOOH、β-FeOOH和γ-FeOOH为主。较低的环境温度对于极寒环境船用钢板的耐腐蚀性能有一定的影响。     

改性环氧防腐涂层在模拟深海高压环境的失效行为

采用海水压力罐模拟深海高压环境,利用电化学阻抗谱(EIS)、三维视频显微镜和扫描电子显微镜(SEM)等手段,对比研究了改性环氧防腐涂层在常压海水环境和模拟深海高压环境(6 MPa海水压力)下的失效行为。结果表明,试样在深海高压环境下浸泡30 d后,涂层阻抗已降低到105Ω·cm~2;而常压环境下,涂层阻抗仅降低到108Ω·cm~2,深海高压环境促使涂层更快地吸水达到饱和状态,高压环境导致涂层下的金属腐蚀活性面积不断增大,基体金属腐蚀速率不断增加。SEM观察表明,高压导致环氧防腐涂层中的颜填料发生脱附,使涂层/金属基体界面弱化,腐蚀活性表面积增大,从而导致涂层破损和基体腐蚀。     

深海环境钢材腐蚀行为评价技术

采用电化学、人工神经网络和数据库方法研究了5种海洋工程钢材在5000m深海环境中非现场腐蚀行为评价技术.结果表明,温度、溶解氧、盐度和pH值是评价5种海洋工程钢材海水腐蚀行为的主要介质参数.根据这一结果,用人工神经网络技术建立了温度、溶解氧、盐度和pH值与5种海洋工程钢材海水腐蚀速度的相关数据库MCM-CORRDB03,并采用WOA海洋要素分布数据集建立了MCM-GOCEANDB03全海域海水腐蚀参数数据库,进而使用MCM-CORRDB03和MCM-GOCEANDB03两个数据库评价了5种海洋工程钢材在5000 m深海环境腐蚀行为,证实了5种钢材均在700 m左右存在最低腐蚀速度,以及溶解氧对钢材深海腐蚀行为具有最主要的影响.结果表明,结合采用多种非现场方法可以可靠评价深海环境钢材的腐蚀行为.     

风电系统散热器用0359铝合金的盐雾腐蚀行为

目的研究0359铝合金的腐蚀行为,对其腐蚀使用寿命进行预测。方法采用盐雾实验模拟海洋大气环境,对腐蚀试样进行SEM、EDS、腐蚀深度、腐蚀失重、极化曲线和阻抗分析。结果 0359铝合金在盐雾腐蚀实验的条件下,腐蚀产物主要含O、Al、Si。随腐蚀时间延长,腐蚀点增多,腐蚀产物增多,且部分溶解脱落,腐蚀失重增加,腐蚀坑增大、加深。腐蚀时间由8 h逐渐增加至72 h,自腐蚀电位由-852.859 m V负移至-966.046 m V,腐蚀电流密度由0.346μA/cm~2增大至3.971μA/cm~2,腐蚀阻抗降低,腐蚀速率增加。腐蚀96 h时,自腐蚀电位正移,腐蚀电流密度减小,腐蚀阻抗增加,腐蚀速率降低。0359铝合金腐蚀失重-时间拟合曲线为y1=0.1927t~(0.6997),LC4铝合金在万宁地区户外暴露10年的腐蚀拟合失重为3.2629 g/m~2,此时,0359铝合金户外腐蚀10年的当量腐蚀深度为43.80μm,为翘片厚度的17.52%。结论 0359铝合金腐蚀形貌表现为点蚀,Al发生了吸氧腐蚀。腐蚀初期,0359铝合金表面的钝化膜阻碍了腐蚀,随腐蚀时间增加,钝化膜逐渐被破坏,腐蚀速率增加;腐蚀后期,大量腐蚀产物覆盖,阻碍了O、Cl-与铝合金的接触,降低了腐蚀速率。0359铝合金表面钝化膜和腐蚀产物具有减缓腐蚀的作用,且0359铝合金满足10年以上使用寿命。     

X80和X52钢在模拟海水环境中的腐蚀行为与规律

采用模拟浸泡实验、腐蚀形貌分析以及动电位极化和电化学阻抗技术研究了X52和X80钢在模拟海水环境中的腐蚀行为。结果表明:饱和氧时即模拟浅海条件下,X80和X52钢试样表面全面腐蚀和点蚀都会发生,腐蚀速率较大;低氧时即模拟深海条件下,二者主要发生点蚀,腐蚀速率较小。通过对X52和X80钢在模拟海水环境中针对含氧量这一影响因素的腐蚀行为与规律的对比分析得出,X80钢更适用于深海。     

海水泵阀用新型铸造铜合金的研制

研制了一种海水泵阀用新型铸造铜合金，该合金综合力学性能优良：δb≥550MPa，δ0.2≥280MPa，δ5≥18％；耐海水腐蚀性能优异，在7m／s的天然海水冲刷下，腐蚀率低于0．042mm／a，在3．5m／s的含砂海水冲刷下，腐蚀率为0．144mm/a；与目前推广使用的海水管系材料B1O的腐蚀电位相差较小，电偶腐蚀率为0．0092mm／a，能有效抑制海水管系的电流腐蚀，提高海水泵阀的使用寿命。与国内海水泵阀常用的铜合金相比，该合金具有较高的拉伸强度和屈强比，能承受较高的压力，在深海工程等领域也有广泛的应用前景。     

海水流速对B10/B30电偶腐蚀行为影响规律研究

B10和B30铜镍合金分别为船舶海水管路和冷却器的主要材料,二者由于镍含量不同腐蚀电位不同,管路与冷却设备连接后,B10和B30存在电偶腐蚀风险,特别是在流动海水加速腐蚀介质和腐蚀产物扩散工况条件。为控制B10/B30电偶腐蚀以延长海水管路系统使用寿命,本文通过电化学法测试了B10和B30管状偶对在静态以及1、3和5 m/s流速海水中的电偶电位和电偶电流,分析电偶腐蚀速率随时间和流速的变化规律。研究结果表明：在静态海水中,B10与B30的电偶腐蚀倾向较小,试验初期B10作为阳极腐蚀略有增加,实验40 h后电偶电流趋近于零;流动海水中,B10阳极极化电流密度和B30阴极极化电流密度显著增加,B10始终作为阳极电偶腐蚀显著加剧,1 m/s流速下的电偶腐蚀速率是静态下的79倍,且随着海水流速的增大,B10/B30电偶电流密度增大,电偶腐蚀速率加快,混合电位理论分析表明B10/B30电偶腐蚀速率是由B10阳极反应动力学和B30阴极反应动力学共同控制。     

阴极充氢对钛在海水中耐蚀性能的影响

采用电化学技术研究了工业钛纯TA2在海水中的全面腐蚀性能 ,恒电流充氢后氢在钛中的行为及其对钛电化学性能的影响。结果表明 :钛在海水中耐全面腐蚀性能优异 ,其腐蚀为阳极钝化膜型控制 ,腐蚀速率低于 10 -5mm/a。阴极充氢后使钛的钝化稳定性降低 ,阳极溶解速率增加。工业纯钛在海水中的氢脆属于氢化物型氢脆 ,氢化物层的增长是通过氢原子扩散到达氢化物—金属界面实现的。室温阴极极化下氢的扩散系数为 6 8× 10 -11cm2 /s     

温度对A3钢在海水中电化学腐蚀的影响

通过电化学测量,研究了A3钢在淡水和模拟海水(3.5%NaCl)中温度对其腐蚀行为的影响.结果表明:淡水中A3钢的腐蚀速率受温度影响较小,而在3.5%的NaCl溶液中温度升高30℃腐蚀速率增加将近一倍.     

超声时间对生物医用可降解Zn-0.5Sr合金微观组织和性能影响

为了提高生物医用可降解锌合金的力学性能，同时符合植入人体后的腐蚀速率需求，本文研究了在超声功率为600 W时，不同超声处理时间(0、2、5、8 min)对Zn-0.5Sr合金微观组织及性能的影响。研究结果表明，当超声时间为5 min时，初生α-Zn和SrZn₁₃第二相尺寸减小到87.24和35.01μm，合金的抗拉强度和延伸率提高到118.93 MPa和1.32%。15天浸泡腐蚀实验结果表明，未经超声处理的合金腐蚀速率最低，为0.046 mm/a，当超声时间达到5 min时，合金的腐蚀速率提高到(0.085±0.003 1) mm/a。电化学实验结果表明，超声时间为5 min的Zn-0.5Sr合金腐蚀速度由(2.340±0.159) mm/a增加到(5.207±0.354) mm/a。     

20#钢/锡青铜偶对在流动海水中的电偶腐蚀行为研究

20#钢穿舱件和锡青铜阀电偶腐蚀是船舶海水管路系统严重腐蚀部位之一。为控制20#钢/锡青铜电偶腐蚀延长海水管路系统寿命,本文通过原位测量20#钢管材和ZCuSn5Pb5Zn5锡青铜管材在静态以及1、3和5 m/s流速海水中的电偶电位和电偶电流,分析电偶腐蚀速率随时间和流速的变化规律;同时采用扫描电镜(SEM)和激光Raman光谱仪分析腐蚀形貌和腐蚀产物组分。结果表明,在不同流速海水中,20#钢与ZCuSn5Pb5Zn5合金间存在明显的电偶腐蚀倾向,20#钢作为阳极加剧腐蚀,ZCuSn5Pb5Zn5合金作为阴极受到保护;相比于静态海水,20#钢阳极极化电流密度和ZCuSn5Pb5Zn5合金阴极极化电流密度在流动海水中显著增加,电偶腐蚀显著加剧,1 m/s流速下的电偶腐蚀速率是静态下的17.5倍;当海水流速达到5 m/s后,20#钢表面形成了致密性较高、活性低的腐蚀产物沉积层,电偶腐蚀速率减小。     

HA177-2黄铜在流动海水中的电化学行为

利用旋转圆环电极、电化学阻抗谱 (EIS) 和线性极化方法研究了 HAl77-2 黄铜在流动海水中的电化学行为.结果表明,HAl77-2 黄铜在不同流速海水中呈现不同的 EIS 特征,静止海水中 EIS 呈现扩散影响的特征;流速<4 m/s 的海水中,EIS 大体表现为电荷传递控制的特征;流速1≥4.5 m/s 时,EIS 谱线低频部分呈现感抗弧.HAl77-2 黄铜的腐蚀速率受海水流速的影响,流速≤2 m/s 时,腐蚀速率随着流速的增大基本上呈线性递增;流速在2 m/s～4 m/s 范围内,腐蚀速率的变化较小;流速≥4.5 m/s 时,试样出现点蚀,且随着流速的增加腐蚀速率又迅速增大.     

硫酸溶液中Fe~(3+)对TC4腐蚀行为的影响

采用浸泡、动电位极化曲线和电化学阻抗谱等方法研究了Fe3+对TC4钛合金在44.6%硫酸溶液中腐蚀行为的影响。结果表明,在44.6%硫酸中,当Fe3+浓度达到0.005mol/L时,TC4的腐蚀速率由1.0×103μm/a降为1.0μm/a,腐蚀反应的阴极过程被抑制,腐蚀电位正移,TC4在硫酸环境中的耐蚀性明显增强。