低成本Al-Ti-Cr高强耐海水腐蚀钢耐蚀性能研究

本工作以普碳钢为基体,添加Cr、Ti、Al等元素制备了新型低成本高强耐蚀钢,通过动电位极化、交流阻抗、周浸腐蚀实验和盐雾加速腐蚀实验研究了低成本Al-Ti-Cr高强耐蚀钢的耐海水腐蚀性能.结果表明:钢中的Cr能促进锈层向致密的α-FeOOH进行转变;Al和Ti提供阳极保护的同时,Al还能产生致密的Al2O3分散在锈层表面延缓腐蚀介质向基体的侵蚀,而Ti能够呈点状或者片状富集在锈层内部,对晶间腐蚀起到一定的保护作用,大幅度提高了耐蚀钢的耐蚀性能.     

Cl-对S450AW在酸性环境中腐蚀行为的影响

为探索S450AW在Cl-中的腐蚀行为,采用全浸试验、电化学试验和XPS分析技术研究了Cl-浓度对含Sb耐蚀钢S450AW在0.1 mol/L H2SO4水溶液中腐蚀行为以及S450AW腐蚀产物层中合金元素分布规律的影响。结果表明:Cl-对S450AW在酸性环境下具有缓蚀作用,并且随着Cl-浓度的增加,缓蚀效果越显著。XPS结果表明,不同Cl-浓度下的腐蚀产物均为Fe3O4、FeOOH及少量合金元素的稳态氧化物,Cl-能够促进合金元素在锈层中沉积形成富集合金元素的致密锈层,从而提高S450AW在酸性环境下的抗蚀性。     

十种船体结构钢的海水腐蚀行为

为分析902钢板建造的几型舰艇发生严重局部腐蚀的原因,应通过试验仔细考察钢材的耐海水腐蚀行为。本文详细地介绍了902等十种不同成分的船体结构钢在我国黄海、东海和南海三个海区为期四年全浸条件下的腐蚀试验结果,从中得出了不同成分,和不同海区对钢在全浸条件下的平均腐蚀速度无明显影响,但含镍、铬、铜和钼等合金元素的钢与不含上述元素的902等钢在锈层形态、局部腐蚀形貌和深度上有差异,前者比后者点蚀较密,孔径较小,深度较浅。此外,对钢的海水腐蚀锈层形态与腐蚀形为的关系及钢的海水局部腐蚀机理进行了探讨。     

稀土对耐候钢耐蚀性能的影响研究

通过X射线衍射分析、电子探针和扫描电镜等手段对10PCuRE和10PCu耐候钢的表面锈层性能进行了研究,得到了10PCuRE钢致密锈层的种类、形成过程以及保护机理.通过对加稀土与未加稀土的耐候钢锈层的对比研究,可知稀土耐候钢的锈层分为两层,包括外锈层和均匀致密的内锈层,内锈层的组成相中超过80%为保护性的α-FeOOH.稀土促进了合金元素Cu在内锈层的富集,有利于保护性内锈层的生成,提高了钢基体的耐蚀性能.     

S450AW与Q450NQR1在酸性环境中的腐蚀行为

S450AW是继Q450NQR1后新开发的屈服强度为450 MPa级的耐蚀铁路车辆用钢,为考察其主要性能指标——耐腐蚀性能,采用全浸试验、电化学测试和扫描电镜观察对比研究了耐蚀钢S450AW和Q450NQR1在饱和氧酸性环境介质中的腐蚀行为。结果表明:浸泡24 h,S450AW钢的平均腐蚀速率是Q450NQR1钢的43%,良好的耐蚀性能归功于其致密的腐蚀产物膜层和锑元素与其他耐蚀合金元素的综合作用。在饱和氧酸性介质中S450AW和Q450NQR1钢表面腐蚀产物膜层经过48 h浸泡达到稳定,致使S450AW和Q450NQR1的腐蚀速率均有所降低。     

高耐候钢Q350EWR1耐蚀性能研究

为开发新一代铁路车辆用高耐蚀型耐候钢,在1780 mm热连轧生产线上进行了高耐蚀型耐候钢Q350EWR1工业试制,并对实验钢进行了组织观察和力学性能检测分析。利用周期浸润腐蚀试验方法对高耐候钢Q350EWR1和对比钢Q345B进行了腐蚀行为研究,腐蚀溶液为0.01 mol/L的NaHSO3溶液。采用扫描电子显微镜观察实验钢和对比钢的微观形貌,利用电子探针分析腐蚀产物中的元素分布,并用X射线衍射仪对腐蚀产物进行物相分析,采用失重法进行了腐蚀速率计算。研究表明:实验钢Q350EWR1力学性能优良,满足铁标要求;随着腐蚀的进行,Q350EWR1腐蚀速率逐渐下降并趋于稳定,相对于Q345B腐蚀速率≤30%,耐腐蚀性能良好。与Q345B相比,Q350EWR1钢锈层更加致密,随着腐蚀的进行生成更多的α-FeOOH;耐蚀元素Cu、Ni、Cr在锈层中的富集大幅提高了锈层对基体的保护能力。     

微合金元素复合调控对Q345qE桥梁钢耐蚀性能的影响

为了研究微合金元素复合调控对Q345qE桥梁钢耐蚀性能的影响，利用共聚焦激光扫描显微镜(CLSM)、电化学工作站、场发射扫描电镜(FE-SEM)、X射线衍射(XRD)仪研究了合金元素Cr、Ni和Cu复合调控对Q345qE桥梁钢的耐蚀性能的影响规律。结果表明：Cr、Ni和Cu微合金元素复合调控提升了锈层的致密性和保护性。Q345qE桥梁钢表面锈层中的Cr元素可在内锈层中富集，有效阻挡了Cl^-等侵蚀性离子的渗透和传递，增强了锈层对基体的保护能力。合金元素调控后，Q345qENH钢锈层中比γ-FeOOH更稳定的α-FeOOH所占比例增大。经过微合金元素复合调控的Q345qE桥梁钢相比于普通Q345qE在3.5%NaCl溶液中具有更好的耐蚀性。     

经济型耐大气腐蚀钢大气曝晒腐蚀性能研究

随着耐大气腐蚀钢的应用越来越广泛,掌握其耐大气腐蚀性能显得十分重要.采用电化学方法、电子探针等手段对JT345经济型耐大气腐蚀钢在北京、青岛、沈阳3地1年大气曝晒的试样进行分析研究,并采用Q235B和Corten A钢作为对比钢.电化学试验表明,大气腐蚀过程中生成的锈层,使电化学阳极过程受到显著的阻滞.电子探针与电子能谱分析结果表明,JT345钢的内锈层存在有效合金元素的富集,使内锈层结实、致密、牢固,抑制了腐蚀性物质的侵入,保护了基体金属.结果表明JT345经济型耐候钢具有优良的耐蚀性能,腐蚀率接近CortenA的水平,随着曝晒时间的延长,腐蚀率还将显著地下降,JT345钢的耐大气腐蚀的优越性将会更加充分体现出来.     

原油船货油舱CO_2-O_2-H_2S-SO_2干湿交替环境低合金钢腐蚀行为研究

对碳钢和Cr-Cu-Ni低合金钢进行模拟原油船货油舱上甲板环境的CO_2-O_2-H2S-SO_2干湿交替腐蚀实验,通过失重法获得模拟货油舱上甲板环境条件的腐蚀速率,分析锈层的物相组成并对带锈试样进行腐蚀电化学测试。结果表明,Cr-Cu-Ni低合金钢腐蚀初期减薄量大于碳钢,但随着腐蚀时间延长,Cr-Cu-Ni低合金钢腐蚀速率低于碳钢。相比于碳钢腐蚀电流密度降低幅度小的特点,Cr-Cu-Ni低合金钢腐蚀电流密度由裸钢的67.4μA/cm~2显著降低至带锈钢的11.7μA/cm~2。碳钢锈层内存在较大的贯穿整个锈层截面的裂纹,而Cr-Cu-Ni低合金钢中的耐蚀合金元素Cr Cu及Ni加入使锈层颗粒细小,结构致密,锈层内部截面裂纹细小。两种钢锈层均由非晶态腐蚀产物α-Fe OOH、少量的γ-Fe OOH、Fe_3O_4和单质S组成。相比碳钢的锈层,Cr-Cu-Ni低合金钢锈层具有较高的非晶态物质含量及较大α/γ值(α-Fe OOH与γ-Fe OOH含量比),从而使锈层具有高的致密度和保护性。     

干湿交替环境下Cu、Mn合金化对低合金钢腐蚀行为的影响

在0.3%NaCl溶液中,采用干湿交替腐蚀加速试验和电化学阻抗谱(EIS)方法研究了合金元素Cu、Mn对低合金钢大气腐蚀行为的影响,并用X射线衍射(XRD)分析研究了合金元素Cu、Mn对钢表面锈层组成的影响.结果表明,Cu合金化通过加速阴极铁锈的还原来促使生成含更多Fe3O4的连续内锈层,并通过提高表面锈层的黏附性来抑制阳极铁的溶解;而Mn合金化由于抑制阴极还原而无法形成连续的保护性锈层.导致阳极溶解加速,使钢的耐蚀性降低.     

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。     

Study on periodic immersion and infrared aging corrosion behavior of bridge weathering steel Q420qNH welded joint and plate in NaHSO3 solution

The periodic immersion corrosion behavior and corrosion mechanism of Q420qNH steel weld, heat-affected zone and plate sample in simulated industrial atmospheric medium were studied. The corrosion type of the three samples is the non-uniform total corrosion, and the corrosion products at different stages are different. Ferric oxide and lepidocrocite (γ-FeOOH) are generated in the immersion stage and the initial stage of infrared drying, respectively. However, lepidocrocite (γ-FeOOH), ferrosoferric oxide (Fe₃O₄) and goethite (α-FeOOH) generated in the later stage of infrared drying. The infrared drying process is conducive to the formation of goethite (α-FeOOH). The corrosion rate of weld is always lower than that of plate, and the I_α-FeOOH/I_γ-FeOOH ratio of the weld is always higher than that of plate and heat-affected zone sample. In the later stage of corrosion, the self-corrosion current density of the three samples from small to large is weld, heat-affected zone and plate, and self-corrosion potential from large to small is weld, heat-affected zone and plate. The resistance of the rust layer of the weld and heat-affected zone sample is 1.81 times, 1.29 times of that of the plate, respectively. This is because the weld is composed of a large number of small angular grain boundary structures dominated by tiny acicular ferrite in the original austenite grain, which is conducive to the improvement of corrosion resistance. In addition, the higher chromium/carbon (Cr/C), copper and nickel elements of the weld can promote the conversion from lepidocrocite (γ-FeOOH) to goethite (α-FeOOH), and improve the density and stability of weld rust layer.     

低温高锰钢的局部腐蚀行为研究

采用间浸腐蚀试验、极化曲线测试、扫描观察(SEM)和透射电镜观察(TEM)等方法研究了在3.5%NaCl溶液中添加氧化剂以及敏化处理对低温高锰钢局部腐蚀性能的影响。结果表明:经间浸腐蚀试验后,各试样均主要发生全面非均匀腐蚀,局部可见点腐蚀特征。试样在3.5%NaCl溶液中腐蚀产生的锈层疏松,在3.5%NaCl+0.25%Na₂S₂O₈溶液中腐蚀,试验初期自腐蚀电流密度提高两个数量级,在较短时间内产生致密的锈层,阻止了试验后期腐蚀向内层的快速扩展,试样平均腐蚀速率降低,点腐蚀深度减小。800 ℃×5 h敏化处理后,高锰钢的组织结构没有发生改变,晶界析出了断续分布的碳化物,其抗腐蚀性能与原始态相当,极化曲线印证了这一结果。      

合金元素的二次分配对耐钢抗大气腐蚀性能的影响

根据耐候钢和碳钢大气暴晒的试验结果,讨论了其腐蚀行为和特征,并通过XRD和EPMA分析了合金元素的作用。结果表明,耐候钢相对于碳钢有较好的抗大气腐蚀能力,其中Fe中固溶的合金元素的重新分配促进耐候钢表面保护性锈层的形成。     

化学镀镍在舰船冷却器防护中的应用

通过正交试验法优选出一种具有高磷含量的快速化学镀镍工艺配方。用扫描电子显微镜和能谱法分析了镀层结构和磷元素的含量。对镀层进行中性盐雾试验、腐蚀介质浸泡试验并测定极化曲线 ,结果表明 ,化学镀层具有优良的耐蚀性能、较高的硬度和耐磨性能 ,可在钢铁、铜、不锈钢等材料的表面上施镀 ,是舰船冷却器防护的有效方法     

锚链钢渗锌层在海洋环境中的腐蚀行为分析

以锚链钢为研究对象，采取电化学测试、实海试验、盐雾试验等手段，从微观形貌和宏观腐蚀行为两方面分析渗锌层的耐腐蚀性能。结果表明，渗锌层在为期12个月的潮差、全浸、大气试验环境中均未发生腐蚀现象；渗锌层在盐雾试验500 h条件下，耐蚀性良好；渗锌及钝化工艺均能降低腐蚀速率，保护金属基体。     

铝锌合金在镁合金AZ91D中的扩渗机理及腐蚀性能研究

采用包埋铝和锌的方法在镁合金AZ91D表面制备了铝-锌合金化涂层,并且利用x射线衍射、能谱分析研究了该涂层的组织和耐腐蚀性能。该涂层外层为AlMg2Zn, Mg7Zn3 和Mg17Al12 金属间化合物层;内层为Mg17Al12金属间化合物分布于α-Mg晶界。研究表明,与镁合金基体相比较在质量分数为3.5wt.% NaCl扩渗层显示出较好的耐腐蚀性能。盐雾腐蚀说明,Al-Mg-Zn合金化扩渗层对于降低腐蚀速率起到有效作用。此外,合金化扩渗层与基体的结合是冶金结合,且涂层的显微硬度显著提高。     

Effect of chloride ion on corrosion behavior of low carbon steel in 0.1 M NaHCO3 solution with different dissolved oxygen concentrations

The corrosion behavior of low carbon steel in 0.1 M NaHCO_3+ 0.1 M NaCl solution with different dissolved oxygen concentrations was investigated with gravimetric tests and electrochemical measurements.Results show that the corrosion mass loss of steel is remarkably increased with the addition of chloride ion. In the initial stage, the carbon steel tends to active dissolution due to the dissolution effect of chloride ion on the oxide film; as a result, the corrosion potential maintains as low values. With the immersion time going by, the corrosion potential of the steel is promoted as a result of the accumulation of the corrosion products. However, the rust layer is loose and porous due to the deteriorating effect of chloride ion, which decreases the reduction resistance of oxygen. Meanwhile, the porous rust layer could be repaired by the depolarization of oxygen. Under the synergistic effect of chloride ion and oxygen, the corrosion of the steel is accelerated during the repeated process of dissolution and reparation of the oxide film.