中空夹层混凝土电杆用高强耐候钢腐蚀行为研究

使用室内加速腐蚀试验、XRD分析、电化学方法等测试方法研究了AYNH 420、SQNH 420两种耐候钢的腐蚀行为。使用失重测试的方法确定了两种试验钢的腐蚀速率,研究了试验钢的腐蚀动力学;通过对耐候钢锈层微观形貌、结构的表征,确定了两种钢锈层的成分和结构;并使用动电位极化曲线和交流阻抗谱的方法对耐候钢的腐蚀机制进行了探索。结果表明:同等条件下,SQNH 420的腐蚀速率低于AYNH 420;耐候钢的主要锈层产物是Fe3O4、α-FeOOH、β-FeOOH和γ-FeOOH等。锈层的组织结构分为内外两层,能起到保护作用的是附着性好,结构致密的内层。随着腐蚀时间的延长,腐蚀产物的增多,耐候钢的腐蚀倾向降低,电极反应由电极控制向扩散控制转变。     

一种高磷耐候钢的耐腐蚀性能试验研究

利用实验室加速腐蚀试验方法,对高磷耐候钢与Q345普通低合金钢在不同腐蚀时间后的年腐蚀速率及试样锈层形貌、腐蚀产物进行了对比分析,结果表明:两种试验钢试样基体表面均由最先形成的黑色氧化物Fe_3O_4非保护性结构继续氧化成为褐色Fe_2O_3,再继续生成非稳态的γ-FeOOH,并进一步向最终的稳定锈层组成物α-FeOOH转变。高磷耐候钢中Cu、P、Cr、Ni等耐蚀性合金元素在锈层的持续富集促使锈层中α-FeOOH的形成和含量增加,其锈层中的α-FeOOH含量在不同腐蚀周期内均比Q345低合金钢中的含量高;高磷耐候钢的年腐蚀速率随腐蚀时间延长基本稳定且呈下降趋势,低于Q345普通低合金钢。     

Q355耐候钢加速腐蚀锈层演变规律研究

利用加速腐蚀试验,对Q345低合金钢和Q355耐候钢不同时间腐蚀后试样的锈层形貌及腐蚀产物进行对比分析,结果表明:两种试验钢的锈层均主要由α-Fe OOH、γ-Fe OOH和Fe2O3组成,随着腐蚀时间延长,α-Fe OOH、γ-Fe OOH含量逐渐增加,Fe2O3含量逐渐降低,锈层颜色呈现黑色→红色→黄棕色的变化规律。与低合金钢相比,耐候钢锈层中α-Fe OOH含量在不同时间腐蚀后均比低合金试验钢高,并较早由不连续块/片状逐渐长大发展成连续/致密的针状或片状物,孔洞少且较致密平整,附着力强,不易脱落。耐候钢的腐蚀率明显低于低合金钢,且在试验涉及的腐蚀时间内变化不大。     

大气温度对耐候钢在模拟工业大气环境下耐蚀性的影响

通过自主开发的周期浸润腐蚀加速试验箱,在试验室模拟工业大气环境,对比研究了高强耐大气腐蚀钢S450EW和普碳钢Q345B的耐蚀性能,采用失重法研究了腐蚀速率,应用电化学交流阻抗方法(EIS)分析了锈层的电化学性能,应用扫描电镜(SEM)观察了锈层的微观形貌。结果表明,普碳钢Q345B的腐蚀速率随空气温度的升高而加快,而耐候钢S450EW的腐蚀速率未表现出随空气温度升高而加快的趋势,且腐蚀速率明显低于普碳钢;耐候钢S450EW的锈层内部存在较少的裂纹,其阻滞性能明显优于普碳钢Q345B锈层。耐候钢S450EW表现出优良的耐大气腐蚀性能,并且在热带高温环境下尤为突出。     

耐候钢锈层稳定化处理大气曝晒(喷淋)试验

以WSD-N耐候钢和Q345钢为基板,采用大气曝晒(喷淋)的方法,对研制的锈层稳定化表面处理剂进行了性能试验。结果表明,在喷淋1%氯化钠溶液的大气曝晒试验中,耐候钢不能形成稳定化的保护锈层,对严酷的海洋环境有较好的模拟性,可用来进行锈层稳定化处理的研究;经锈层稳定化处理剂处理的耐候钢,腐蚀率仅为耐候钢的47%,且有更好的耐局部腐蚀性能。经锈层稳定化处理剂处理的Q345钢,腐蚀率是Q345钢的82%,说明锈层稳定化剂对Q345钢有一定的保护作用,但不能在Q345钢上形成稳定化的保护锈层。     

输电铁塔用Q355BNH耐候角钢在大气环境中的腐蚀行为

通过微观组织及力学性能分析、大气腐蚀失重速率计算、表面锈层形貌观察、锈层截面电子探针元素分析等方法，对添加Ni、Cr、Cu耐候元素的输电输电铁塔用Q355BNH耐候角钢在大气环境中的腐蚀行为进行了研究，并与普通碳钢进行了对比。研究表明，两种试验钢均为珠光体+铁素体组织，并且Q355BNH试验钢组织更加均匀规整；Q355BNH试验钢抗拉强度为559 MPa,屈服强度为443 MPa,断后伸长率为31.3%,断面收缩率为74.1%,性能略高于对比试验钢；添加耐候元素后，Q355BNH在大气环境中1～2月周期下的腐蚀速率要高于对比钢，之后腐蚀速率降低，元素分析表明Q355BNH试验钢能更快地形成Cr元素富集的致密性锈层，对基体的保护作用更好，之后周期内两种试验钢的腐蚀速率均趋于稳定；Q355BNH试验钢的锈层表面形貌中裂纹、孔洞的程度较轻，平整度与致密度更高，即锈层阻碍基体进一步被侵蚀的能力更强，具有更好的耐大气腐蚀能力；Q355BNH试验钢的锈层截面更加均匀，致密性更高。     

高氮耐候钢锈层的电化学与物相表征

为了考察氮元素对耐候钢耐腐蚀性能的影响,研究制备了氮质量分数分别为0.0358%和0.0026%的高氮耐候钢和低氮耐候钢。应用电化学阻抗谱和X射线衍射(XRD)分析、电子探针(EPMA)面扫描技术研究了两种实验钢在模拟工业大气溶液中腐蚀电化学过程和锈层结构的异同。电化学阻抗谱显示,高氮耐候钢在高频段(点蚀诱发期)比传统耐候钢有着更加优良的耐点蚀能力,低频段(扩散型阻抗生成期)则显示腐蚀产物层具有更高的阻抗,抵御腐蚀介质侵蚀的能力较强。X射线衍射和电子探针分析结果表明耐候钢高氮含量促进了稳定结构锈层生成,锈层中非晶态α-(Fe_1-xCr_x)OOH的分布更广泛、连续,提升了耐候钢抵御Cl^-侵入的能力。高氮钢腐蚀坑具有大宽深比的特征,内锈层较薄,证明其具有良好的抑制点蚀能力。     

耐候桥梁钢在模拟酸性大气环境中的腐蚀行为

通过干湿交替循环腐蚀实验,研究了河北某钢厂生产的耐候桥梁钢Q420qNH和传统低碳合金钢Q345B在模拟酸性大气环境中的腐蚀行为,并分析其腐蚀行为过程中的腐蚀增重、腐蚀锈层形貌、锈层成分变化及电化学腐蚀等参数。结果表明:添加少量合金元素Cu、Cr、Ni、Mo能明显增强桥梁钢Q420qNH钢的耐蚀性,同时随着腐蚀周期的增加逐渐形成锈层,锈层对钢的腐蚀过程有一定的抑制作用。带锈试样的电化学极化曲线分析结果表明,Q420qNH钢耐酸性大气腐蚀的能力优于普通钢Q345B。     

Q235钢在实际土壤与模拟溶液中的腐蚀行为

对比分析了Q235钢在实际土壤和模拟溶液中的腐蚀行为,计算了其腐蚀失重,利用SEM和XRD方法分析了两种腐蚀介质中Q235钢的锈层形貌、物相结构及相对含量,并分析了不同介质中材料的极化曲线。结果表明:Q235钢在两种不同腐蚀介质中的腐蚀行为存在较大差异。Q235钢在模拟溶液中的腐蚀速率远高于实际土壤,至周期360h达到0.413mm/a,约为实际土壤的4.5倍;Q235钢在实际土壤中呈蚀斑相连长大扩展的腐蚀形貌,其腐蚀产物为α-FeOOH、γ-FeOOH、Fe3O4和Fe2O3;模拟溶液中试样为均匀腐蚀形貌,阴极过程主要受析氢控制;随腐蚀周期的延长,内锈层中生成结晶性良好的Fe3O4,降低了试样的腐蚀速率。     

碳钢和耐候钢在南京工业大气环境中的腐蚀行为

对碳钢和耐候钢在南京工业大气环境中的腐蚀行为进行了研究。主要采用大气暴晒方法进行腐蚀失重分析;通过微观形貌、EDS、电化学手段对锈层形貌、锈层合金元素、腐蚀过程进行分析。结果表明,暴晒1个月内耐候钢腐蚀速率较普碳钢略高,两种钢的锈层均以Fe_2O_3、γ-FeOOH为主;随着腐蚀的进行,耐候钢锈层中γ-FeOOH开始逐步向α-FeOOH转变,合金元素Cr、Cu在锈层析出,锈层晶粒细化,锈层的钝化区间更宽,钝化电流密度更低。因此,从暴晒2个月后至16个月结束,耐候钢锈层具有更好的保护能力,其腐蚀速率低于普碳钢。     

Corrosion Resistance on High Strength Bainitic Steel and 09CuPCrNi After Wet-Dry Cyclic Conditions

The accelerated wet-dry cyclic corrosion tests have been carried out of a high strength bainitic steel and 09CuPCrNi. The results indicated that the corrosion resistance of 09CuPCrNi was better than that of the bainitic steel based on the mass loss measurements. The morphology and composition of the rusting products have been investigated in order to realize the mechanism of rust formation on the two steels. The rust scale on both steels was composed of a dense inner layer and a loose outer layer. The inner layer grew thicker and denser as the test proceeding. Both of inner and outer layers were mainly composed of magnetite (Fe3O4) and maghemite (γ-Fe2O3) with a small amount of lepidocrocite (γ-FeOOH) and akaganeite (β-FeOOH). The rust phase of γ-Fe2O3 was detected in a higher amount of the inner layer, resulting in a much denser inner layer. The inner rust layer of 09CuPCrNi being denser and thicker than that of the high strength bainitic steel was attributed to the alloying elements such as copper, chromium and phosphorus enriched in it. The protective inner rust layer plays an important role in the corrosion resistance of the steel.     

湿热海洋大气中SO2污染对Q235B钢腐蚀行为的影响

 以NaCl和NaHSO3为介质,采用干/湿周浸加速腐蚀试验、腐蚀失重分析、XRD、SEM等,研究了湿热海洋大气中SO2对Q235B钢腐蚀行为的影响。结果表明,SO2污染使Q235B钢的腐蚀明显加重。污染前后,Q235B钢的腐蚀过程均遵循幂函数[W＝Atn]的分布规律,腐蚀产物均由非晶和少量Fe3O4、α-FeOOH、β-FeOOH、γ-FeOOH晶体组成,但参数[A、][n]值和晶体数量并不相同。Cl－和SO2在腐蚀过程中具有协同作用,但作用机理不同。Cl－会阻止腐蚀产物吸附,并促使其脱落,进而阻止保护性锈层形成;而SO2在酸化过程中会与钢基体和锈层反应,进而破坏锈层结构,加剧钢的腐蚀。SO2还能抑制β-FeOOH并促进α-FeOOH的生成,进而抑制Cl－的破坏作用并改善锈层的稳定性;但随锈层增厚,SO2的抑制作用减弱,内锈层随之变疏松。     

09CuPTi系耐候钢组织性能及耐腐蚀行为

 在热连轧生产线上采用两阶段轧制生产了09CuPTi系耐候钢,研究了轧制工艺参数对耐候钢板微观组织和力学性能的影响规律。结果表明,3种工艺试验钢的显微组织均为针状铁素体和贝氏体。当终冷温度为530℃冷却速度为25℃/s时,组织以更细小均匀的板条贝氏体为主,屈服强度及抗拉强度分别为617MPa和702MPa,韧脆性转变温度较低,具有良好的强韧性。对轧后钢板进行了耐腐蚀试验,研究了09CuPTi-Nb钢工艺B成品和参考钢在模拟工业大气环境下的腐蚀演化行为。结果表明,在腐蚀初期腐蚀速度随干湿循环次数的增加而增大,在后期腐蚀速度逐渐降低,09CuPTi-Nb钢的腐蚀速率与SPA-H钢相当,但低于Q345钢。09CuPTi-Nb钢锈层分为内外两层,内锈层致密主要由α-FeOOH和少量γ-Fe2O3组成,Q345钢锈层主要由α-FeOOH、γ-Fe2O3和Fe3O4组成。电化学试验表明,腐蚀产物促进阴极过程,抑制阳极过程。     

Atmospheric Corrosion of Q235 Carbon Steel and Q450 Weathering Steel in Turpan,China

Q235 carbon steel and Q450 weathering steel were exposed to the hot and dry environment of Turpan, China for three years.The corrosion rates of both steels were calculated and compared.The morphologies of the rust layer products were observed by optical microscopy and scanning electron microscopy.Analyses of the rust layers were performed by X-ray photoelectron spectroscopy,X-ray powder diffraction,and Raman spectroscopy,and anal-ysis results indicate that the compositions of rust are main iron rich oxide such as FeOOH,Fe3 O4 ,and Fe2 O3 .The iron oxide layer content proportion was calculated through a semi-quantitative algorithm.The resistance elements (Cr,Ni,and Cu)enhanced the resistance properties of the Q450 weathering steel matrix.Moreover,the resistance elements increased the proportion of goethite crystals in the corroded rust layer.     

经济耐候钢的研究

系统研究了Mn、Cu含量及腐蚀环境体系对协同作用的影响,并利用电化学测试、扫描电镜、XRD等材料分析技术对带锈电极的腐蚀行为、锈层组成、结构和性质进行了深入分析,阐述了Mn-Cu合金化协同作用的机制;利用Mn-Cu合金化的协同作用,成功开发出Mn-Cu型经济耐候钢和实现工业化试生产。实验表明：热轧Mn-Cu钢具有良好的耐候性,其耐候性略优于传统的09CuPTiRE和SPA-H耐候钢。     

高耐候结构用Q355GNH钢的开发与性能研究

通过对高耐候钢产品的性能要求分析,本试验钢在成分设计上以Cu、P为基,添加少量Cr、Ni,并制定相应的轧制及卷取工艺而成功开发了355强度级别的高耐候结构用钢.对该试验钢的各项性能进行检测,同时根据其成分设计进行了耐腐蚀性能预测,并利用实验室加速腐蚀试验方法对Q355GNH试验钢及Q345B对比钢的腐蚀速率以及其锈层构...     

耐候钢锈层及其稳定化处理现状

 耐候钢具有良好的耐大气腐蚀性,但是稳定化锈层形成较慢,在耐候钢使用前对表面进行预处理,可以缩短锈层稳定化形成时间和防止锈液流挂。简要概述了国内外耐候钢的发展情况,以及耐候钢稳定化锈层的形成过程和锈层的组成与结构,分为以γ-FeOOH为主的疏松外锈层和以α-FeOOH为主的致密内锈层;介绍了表面锈层保护机理,包括物理阻隔、阳极钝化保护、缓蚀剂保护和离子选择性渗透保护;为了探究耐候钢最佳使用方式,综述了当前耐候钢的使用方法,主要分为裸露、涂装以及锈层稳定化处理后使用,提出了耐候钢锈层稳定化处理的技术要点,即选择合适的成膜材料和促进α-FeOOH形成的促进剂,并展望了今后锈层稳定化处理技术应用和发展方向。     

低碳钢在湿热工业海洋大气中的腐蚀特征

以0.1 mol·L-1NaCl+0.01 mol·L-1 NaHSO₃溶液为腐蚀介质,采用干/湿周浸加速腐蚀实验、腐蚀失重、X射线衍射、扫描电镜和能谱分析等方法,研究了湿热工业海洋大气中低碳钢的腐蚀行为.结果表明:实验钢的腐蚀过程均遵循幂函数d=Atn分布规律,钢种不同,常系数A、n的值不同;腐蚀产物主要由非晶物质和少量Fe₃O₄、α-FeOOH、β-FeOOH、γ-FeOOH晶体组成.所得锈层可分为主体锈层和界面疏松带两部分,由内至外锈层中Fe、O含量梯度变化很小.Cl-、SO₂与水分的长期协同作用会导致内锈层结构变差,而添加稳定性或耐蚀性较高的元素可以改善锈层质量,进而增强钢材的耐腐蚀性能.      

10PCuRE耐候钢耐蚀锈层的电化学特征

利用干湿周浸实验室加速腐蚀方法获得了不同稀土含量10PCuRE耐候钢和碳钢的腐蚀率,采用测定带锈试样阳极极化曲线、弱极化区线性极化曲线和交流阻抗谱的方法评价了耐候钢和碳钢生成锈层的性能,从电化学角度解释了钢样耐蚀能力的差别,并且得出稀土在一定的含量范围内可以减小腐蚀驱动力,促进锈层稳定致密化的结论。