G-355NH耐候钢在不同区域气候环境中的大气腐蚀行为研究

依据我国不同地域的气候特征,选择4种典型区域进行大气暴露试验,结合实验室周期浸润试验,开展不同气候条件下耐候钢的大气腐蚀规律研究。结果表明:区域性气候显著影响G-355NH低合金高强耐候钢的大气腐蚀行为,不同区域的G-355NH耐候钢腐蚀速率初期差异较大,温度和湿度对腐蚀速率影响显著,但当大气暴露12个月后各区域的腐蚀速率基本相同。不同区域腐蚀锈层达到一定深度趋于稳定,可有效保护基体,其中沿海高温环境下锈层厚度最大,其余区域厚度基本一致。不同区域条件下腐蚀层均包含!-FeOOH、"-FeOOH、Fe3O4等产物,在南部沿海气候特征下还会产生一定的β-FeOOH。     

铁路车辆用V-N-Cr微合金化Q690高强耐候钢组织性能和腐蚀行为

为开发新一代铁路车辆用高强耐候钢,采用两阶段轧制制备V-N-Cr微合金化Q690耐候钢,并进行组织观察和力学性能检测。采用周期浸润腐蚀实验对V-N-Cr微合金化Q690耐候钢与Q345钢进行腐蚀行为研究。结果表明:V-N-Cr微合金化Q690耐候钢的显微组织为多边形铁素体、针状铁素体、板条贝氏体以及少量的M/A岛,屈服强度及抗拉强度分别为695 MPa和815 MPa,冲击性能优异,通过大小角度晶界共同作用,有效阻碍裂纹扩展。两种钢的表面均生成了明显的锈层,腐蚀产物主要包含α-FeOOH,β-FeOOH,γ-FeOOH和Fe₃O₄。腐蚀360 h后Q345钢的平均腐蚀失重速率为1.83 g/(h·cm²),V-N-Cr耐候钢的腐蚀失重速率为0.96 g/(h·cm²),显著低于Q345钢。     

模拟海洋大气环境下Cu和Cr对耐候钢耐腐蚀性能的影响

过去,合金元素对耐候钢海洋环境中的耐蚀性影响缺乏详细的论讨.选取Q235和5种不同Cu和Cr含量的耐候钢,在0.5%的NaCl溶液中模拟海洋大气环境进行周期浸润试验.研究结果表明:在Cl-存在的环境中,在碳钢的基础上单独添加Cr(0～3.0%)或单独添加Cu(0.25%～0.50%)都不能使钢的耐蚀性有显著的提高.单独提高耐候钢中Cr的含量,有助于抑制其在腐蚀初期的腐蚀速度,但对后期的腐蚀发展趋势不利;单独提高Cu的含量,有助于延缓腐蚀后期的发展趋势.当同时提高耐候钢中的Cu和Cr含量时,可使耐候钢得到较佳的耐大气腐蚀性能.XRD分析结果表明,合金元素对外锈层的成分影响不大,其主要大气腐蚀产物为γ-FeOOH,Fe3O4,γ-Fe2O3和少量α-FeOOH.     

耐候钢锈层组织成分及其耐腐蚀机制分析

过去对耐候钢耐腐蚀性机理的研究,锈层初期生长因素考虑较少.模拟工业大气环境的周期浸润实验室加速试验,对试验钢进行了腐蚀失重分析;通过扫描电镜、X射线衍射、阳极极化等手段对锈层进行分析.主要研究耐候钢和碳钢的锈层组织和电化学性能.结果表明:腐蚀初期耐候钢的锈层组织成分以α-FeOOH为主;碳钢的锈层组织成分以Fe2O3为主.α-FeOOH晶体枝晶纤细,锈层致密,具有保护性;Fe2O3枝晶粗大,锈层疏松多孔,不具有保护性;耐候钢锈层具有钝化作用,对基体有很好的保护性.     

模拟酸雨对铝在土壤中腐蚀行为的影响

利用极化曲线、电化学阻抗和扫描电镜等方法,研究了模拟酸雨对铝在土壤中腐蚀行为的影响。结果表明,模拟酸雨加速了土壤中铝的腐蚀。随着模拟酸雨pH值减小,土壤中铝的腐蚀速率增加。模拟酸雨pH值较低时,铝的电化学阻抗谱为2个时间常数的双容抗弧,模拟酸雨pH值较高时,铝的电化学阻抗谱为单容抗弧,腐蚀主要由电荷转移过程控制。土壤中铝表面的腐蚀产物主要由O、Al和Si等元素组成。     

模拟海洋工业大气环境中Q235钢及耐候钢的腐蚀行为

海洋工业大气环境是我国一种典型大气环境,目前缺乏Q235钢和耐候钢在其中腐蚀情况的对比研究。通过模拟加速腐蚀试验,利用腐蚀失重分析、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和电化学测试,对比研究Q235钢和耐候钢在模拟海洋工业大气中的腐蚀失重、组织结构和电化学行为。结果表明:Q235钢表面的锈层没有明显的保护作用,耐候钢的耐蚀性优于Q235钢,适用于海洋工业大气环境。     

N80钢CO2腐蚀过程的EIS研究

应用电化学阻抗谱研究了N80钢在饱和CO2的模拟地层水中CO2腐蚀过程的电化学行为.结果表明:在饱和CO2的模拟地层水中阻抗谱出现三个时间常数,分别对应高频的容抗弧,中低频的感抗弧和低频的容抗弧.阳极极化条件下的阻抗谱与自腐蚀电位下的阻抗谱形状相同,表明腐蚀机理未发生改变.但极化条件下反应电阻下降,反应速率加快.阴极极化条件下,阻抗谱未出现感抗弧,表明阴极过程不存在吸附中间产物.     

组织类型对耐候钢耐大气腐蚀性能的影响

目前,有关耐候钢不同显微组织对其耐大气腐蚀性能的影响研究不多.以不同的热处理工艺得到同组分不同组织的耐候钢,通过周侵腐蚀、电化学、锈层微观分析等方法研究了耐候钢在模拟工业大气环境中的腐蚀行为.结果表明:铁素体+珠光体试验钢锈层中缺陷较多,有较多的空洞和裂纹;马氏体钢耐候性优于针状铁素体钢,针状铁素体钢耐候性优于珠光体+铁素体钢;马氏体钢锈层极化曲线的阳极部分受到了阻碍,腐蚀电位正移,耐蚀性得到提高.     

耐候高强度螺栓钢耐典型工业大气环境腐蚀性能研究

为了研究耐候高强度螺栓钢在典型工业大气环境下的腐蚀行为，从自制的10.9级耐候螺栓中取样，与35VB螺栓对比，进行周期为24,48,96,168,216 h的模拟典型工业大气环境周期浸润加速腐蚀试验，采用腐蚀失重、XRD、SEM、电化学测试等分析试验方法，研究耐候高强度螺栓钢在模拟工业大气环境下的腐蚀行为。结果表明：10.9级耐候螺栓钢和35VB螺栓钢的腐蚀失重量均随腐蚀周期的延长而增加，10.9级耐候螺栓钢的失重量明显低于35VB螺栓钢；随腐蚀周期的延长，10.9级耐候螺栓钢和35VB螺栓钢的腐蚀产物的衍射峰强度均增大，并且在相同腐蚀周期下，10.9级耐候螺栓钢中α-FeOOH相的衍射峰较强；在相同周期下，10.9级耐候螺栓钢与35VB螺栓钢相比，自腐蚀电位较正、自腐蚀电流密度较小，且容抗弧较大，说明加入了Cu、Cr、Ni合金元素的10.9级耐候螺栓钢在典型工业大气环境中具有较为优异的耐蚀性。     

Q345q桥梁钢和Q345qNH耐候钢在模拟工业大气+除冰盐混合介质中的腐蚀行为

采用干湿循环加速腐蚀实验,研究了Q345qNH耐候钢和Q345q桥梁钢在模拟西北地区工业大气环境的腐蚀介质(除冰盐+0.01 mol/L NaHSO₃)中的腐蚀行为。用失重法研究了两种钢的腐蚀动力学曲线,并使用XRD、SEM 和电化学工作站等手段分析了两种钢腐蚀不同时间后锈层的物相、形貌结构及其电化学特性。结果表明：在除冰盐+NaHSO₃的混合介质中,Q345qNH钢腐蚀100 h前的失重稍大于Q345q钢,腐蚀100 h后桥梁钢的失重量明显大于耐候钢;两种钢的腐蚀产物均由α-FeOOH,β-FeOOH,γ-FeOOH,Fe₂O₃,Fe₃O₄和FeOCl构成,但是Q345q钢中生成的不稳定β-FeOOH和FeOCl的含量明显高于Q345qNH钢,锈层的稳定性降低;随着腐蚀时间的延长两种钢锈层的自腐蚀电位均增大,自腐蚀电流密度均波动性减小,Q345qNH耐候钢的自腐蚀电位增大的速度高于Q345q钢,腐蚀后期其锈层的保护性优于普通桥梁钢。两种钢在混合介质中的腐蚀行为受多离子的耦合效应影响,锈层的致密性因β-FeOOH和FeOCl等不稳定腐蚀产物的生成而降低,但是仍有一定的保护性。Q345qNH耐候钢在除冰盐+0.01 mol/L NaHSO₃混合介质中的耐蚀性优于Q345q普通桥梁钢。     

Cl~-浓度对SiC_P/Al复合材料电化学腐蚀行为的影响

采用浸泡模拟实验方法、电化学极化和电化学阻抗谱测试技术,研究了Cl~-浓度对SiC_P/Al复合材料电化学腐蚀行为的影响。结果表明:SiC_P/Al复合材料在Cl~-介质下钝化现象不明显,腐蚀过程主要为点蚀腐蚀。随Cl~-浓度增加,SiC_P/Al复合材料腐蚀速率增加,点蚀电位降低,且复合材料的腐蚀过程机制表现为由单纯电荷传递过程机制向电荷传递过程与腐蚀产物扩散共同作用的混合机制转变。电化学阻抗谱随Cl~-浓度增加呈现出2种类型:单一容抗弧类型、高频区容抗弧和低频区一条与实轴呈45°直线(经典Warburg阻抗)组合的复合类型。     

316L不锈钢在Cl-和HCO3-协同作用下的腐蚀行为研究

为了探明Cl^-和HCO₃^-协同作用下对316L不锈钢的腐蚀行为的影响，通过交流阻抗(EIS)和循环极化曲线技术考察了不同Cl^-以及HCO₃^-浓度(其中Cl^-浓度梯度为0,0.030 0,0.051 5,0.070 0 mol/L,HCO₃^-浓度梯度为0.01,0.03,0.05 mol/L)对316L在辽河油田地下水环境模拟液中的电化学腐蚀行为的影响情况，并结合金相显微镜对试件腐蚀形貌进行表征，利用X射线光电子能谱(XPS)分析确定其产物成分。结果表明：随着Cl^-浓度的增大容抗弧直径减小，弥散指数降低，点蚀电位降低，腐蚀情况加剧；而随着HCO₃^-浓度的增大，容抗弧的直径增大，弥散指数升高，点蚀电位升高，316L的腐蚀减缓。这是由于Cl^-会破坏316L表面的钝化膜，而HCO₃^...     

23Co14Ni12Cr3Mo超高强钢在模拟海水环境中的腐蚀行为

采用模拟海水干湿交替气氛的周期浸润腐蚀、模拟海水大气环境的中性盐雾腐蚀及模拟海水全浸区的全浸腐蚀三种加速腐蚀实验方法以及电化学阻抗谱技术进行了23Co14Ni12Cr3Mo超高强钢在海水模拟环境下的腐蚀行为。采用扫描电镜和X射线衍射方法对腐蚀形貌及腐蚀产物组分进行分析研究。结果表明:在模拟环境加速腐蚀实验中,23Co14Ni12Cr3Mo超高强钢腐蚀产物可分为外层锈层γ-FeOOH和内层锈层α-FeOOH,通过模拟三种海水环境的腐蚀速率得出干湿交替环境中的耐腐蚀性最差,腐蚀均是从点蚀开始,慢慢扩大,由局部腐蚀逐渐发展成均匀腐蚀。     

Ce含量对X100管线钢显微组织和耐腐蚀性能的影响

为了研究稀土元素Ce对X100管线钢显微组织和耐腐蚀性能的影响,利用蔡司显微镜、场发射电子显微镜及其配套的能谱仪和电化学工作站对不同Ce含量的4种试验钢0,1,2,3号(Ce质量分数分别为0,0.001 7%,0.002 8%,0.004 9%)进行测试。结果表明：随着Ce含量的增多,试验钢表面的晶粒尺寸减小,Al₂O₃夹杂被改性为CeAlO₃夹杂和Ce₂O₃夹杂。浸泡7 d后,4种试验钢的腐蚀电位均比较接近;浸泡30 d后3号试验钢的腐蚀电位较之前提高了8.94%,2号和1号试验钢的腐蚀电位分别较之前提高了6.34%和6.06%;浸泡45 d后,1号试验钢的腐蚀电位较7 d时降低了10.38%,其他3种试验钢的腐蚀电位变化不大。0号试验钢的容抗弧半径随浸泡时间的延长而逐渐减小,3号试验钢的容抗弧半径增大得最为明显。测试结果均表明,Ce含量的增加会提高试验钢的耐腐蚀性能。     

FN04Mo在七种典型大气环境下的力学性能变化规律及腐蚀机理

本工作通过金属注塑成型方法制备了FN04Mo样品,并采用电液伺服试验机、X射线衍射分析、扫描电子显微镜、能谱分析仪等对FN04Mo在万宁站、漠河站、敦煌站、拉萨站、江津站、西双版纳站、永兴站七种典型大气环境下的力学性能规律和腐蚀机理进行了研究.研究结果表明,FN04Mo腐蚀初期(1～3个月)力学性能变化呈现明显的下降趋势,试验至3～18个月后其力学性能基本保持稳定.FN04Mo在七种典型大气暴露试验1年后,样品表面均布满腐蚀产物,表面腐蚀形态为点蚀.FN04Mo在富含Cl-海洋大气环境(万宁和永兴)和富含SO2工业大气环境(江津)下腐蚀最严重.样品在江津暴露1年的腐蚀产物为 α-FeOOH、γ-FeOOH以及Fe3 O4,在永兴暴露9个月的腐蚀产物为 β-FeOOH、γ-FeOOH、Fe3 O4和FeOCl.侵蚀性强Cl-和极性强SO2两种大气污染物在大气环境下加剧了FN04Mo基体腐蚀,大气暴露后的FN04Mo样品因腐蚀产物的形成、分层脱落等现象,造成其有效承载面积减小,使其力学性能发生了显著变化.     

低合金耐候钢在周期性交替条件下的腐蚀行为

用去离子水和3.5%NaCl模拟和缓与苛刻的腐蚀环境,进行腐蚀环境交替变换的实验研究低合金耐候钢的大气腐蚀行为。结果表明,在和缓或苛刻的单一腐蚀条件下低合金耐候钢都不易形成致密的锈层,但交替腐蚀1个周期后,形成了敛密的保护性锈层。在初期腐蚀环境苛刻、后期腐蚀环境和缓的试验条件下,与相反的试验条件相比,耐候钢能更快地形成更致密的锈层。     

近海大气中耐侯钢和碳钢抗腐蚀性能的研究

通过大气曝晒腐蚀试验研究了碳钢和耐候钢的腐蚀情况 ,通过金相观察和EPMA分析 ,讨论了合金元素对耐候钢的抗大气腐蚀能力的影响。根据碳钢和耐候钢的电化学交流阻抗谱特征 ,提出了钢在近海大气中腐蚀的等效电路模型 ;同时通过对上海地区碳钢和耐候钢腐蚀数据的回归分析 ,得出两类材料的腐蚀深度和腐蚀时间的关系方程     

Nb对09CuPRe耐候钢在模拟工业大气腐蚀环境下耐蚀性的影响

Nb元素能细化钢的晶粒进而可影响其耐大气腐蚀性能。目前,关于Nb对耐候钢耐腐蚀性能影响的报道较少。在09CuPRe耐候钢中添加Nb元素,冶炼了4种不同Nb含量的耐候钢,于实验室作周期浸润加速腐蚀,以模拟耐候钢在工业大气干湿交替环境中的腐蚀。通过动电位极化曲线、电化学阻抗谱(EIS)和扫描电镜(SEM)等对不同Nb含量耐候钢的耐腐蚀性能进行了研究。结果表明,增大09CuPRe钢中Nb含量可以细化钢的晶粒,提高其耐蚀性能,显著降低其腐蚀速率,提高其自腐蚀电位,使其阳极电流密度减小,腐蚀锈层等效电阻与电荷传输电阻均随Nb含量增大呈上升趋势。     

近海大气中耐候钢和碳钢抗腐蚀性能的研究

通过大气曝晒腐蚀试验研究了碳钢和耐候钢的腐蚀情况,通过金相观察和EPMA分析,讨论了合金元素对耐候钢的抗大气腐蚀能力的影响。根据碳钢和耐候钢的电化学交流阻抗谱特征,提出了钢在近海大气中腐蚀的等效电路模型;同时通过对上海地区碳钢和耐候钢腐蚀数据的回归分析,得出两类材料的腐蚀深度和腐蚀时间的关系方程。     

316L不锈钢在不同浓度Cl-和CO2条件下的腐蚀行为

为了探明在辽河油田采出水环境中Cl^-和CO₂对316L不锈钢腐蚀行为的影响,通过浸泡实验、交流阻抗(EIS)和极化曲线技术分别研究了不同Cl^-浓度和CO₂分压对316L不锈钢的影响,其中Cl^-浓度梯度为0,0.030 0,0.051 5,0.070 0 mol/L,CO₂分压为0.2,0.4,0.6 MPa,并结合X射线衍射技术(XRD)对腐蚀产物进行了分析。结果表明：Cl^-浓度的增大使容抗弧直径减小,弥散指数降低,腐蚀情况加剧;容抗弧的直径随着CO₂分压的增大先变小后变大,弥散指数先降低后升高,腐蚀情况先加剧后减缓。这是由于Cl^-会破坏316L表面的钝化膜,而CO₂会与基体反应生成FeCO₃,随着CO₂分压升高,FeCO₃保护膜愈加致密。