高强耐候钢在NaCl溶液中的腐蚀锈层特征和耐腐蚀性研究

为了研究高强耐候钢Q450NQR1和B2在2.0%NaCl溶液中的腐蚀锈层特征,获得其耐腐蚀性规律。采用交流阻抗谱（Electrochemical impedance spectroscopy,EIS）、X射线衍射仪（X-ray diffracmeter,XRD）、扫描电镜（Scanning electron microscope,SEM）和电感耦合等离子体（Inductively coupled plasma,ICP）手段分析它们的腐蚀行为和锈层特征,并讨论合金元素Cu、Ni、Cr、Mo等对耐腐蚀性的影响。结果表明：B2耐候钢的耐蚀性要优于Q450NQR1耐候钢的,其锈层表现出较高的电荷转移电阻（R_t）特征;两种耐候钢的非连续性（Non-adherent rusts,NAR）和连续性（Adherent rusts,AR）型锈层物相组成分别一致,但含量有差别;NAR型锈层主要由大量的γ-FeOOH和少量的Fe₃O₄、α-FeOOH组成,紧贴基体的AR型锈层几乎全为Fe₃O₄。Cu、Ni、Cr、Mo合金元素在两种锈层中的分布不同,影响着NAR型锈和AR型锈的协同保护作用,从而改变了基体表面的锈层特征,稳定锈层的存在可显著抑制Cl^-渗入,有助于改善材料耐腐蚀性。     

耐候钢表面保护性锈层与基体结合强度的研究

耐候钢曝晒4a后，表面生成了致密锈层，降低了基体的大气腐蚀速率。基于锈层／基体界面结合强度对基体的保护作用有直接影响，通过界面在承受压载时的受力分析，建立数学模型，计算出界面结合强度。结果表明：曝晒3a后锈层与基体的结合强度最好。     

薄带连铸B480GNQR耐候钢的腐蚀行为

采用72h周期浸润加速腐蚀试验和电化学测试方法研究了薄带连铸B480GNQR耐候钢在0.01mol·L~(-1) NaHSO_3溶液中的腐蚀行为,并与B800NQ耐候钢和DOCOL700耐候钢,以及Q345B低碳钢的进行对比。结果表明:薄带连铸B480GNQR耐候钢的单位面积质量损失为11.888mg·cm~(-2),相对Q345B低碳钢的腐蚀率为43%;4种裸钢试样中薄带连铸B480GNQR耐候钢的自腐蚀电位最高,耐腐蚀性能最好,其电化学交流阻抗谱表现为具有一个时间常数的单一容抗弧特征;4种带锈层试样中薄带连铸B480GNQR耐候钢的自腐蚀电位最高,耐腐蚀性能最好,其电化学交流阻抗谱表现为高频端的容抗弧及中低频端的近似45°直线段的扩散弧特征;距薄带连铸B480GNQR耐候钢铸带表面150～200μm处磷元素含量最高,呈典型的磷元素负偏析现象,因此大大提高了其耐腐蚀性能。     

合金元素含量对耐候钢在模拟海洋大气环境下耐蚀性的影响

采用扫描电子显微镜和电化学交流阻抗谱研究了Q235B、SPA-H钢和2种不同镍、铬及铜含量的耐候钢在模拟海洋大气环境中的耐蚀性。结果表明:在有Cl-存在的环境中,当镍和铜含量都很低时,单独添加铬在腐蚀前期对减缓腐蚀有利,而在后期对腐蚀有促进作用;镍的质量分数小于0.25%时对耐蚀性的影响不起主导作用;电化学交流阻抗试验结果与腐蚀质量损失试验结果一致;4种钢周期浸润腐蚀48h后的锈蚀量都比较少,腐蚀192h后的锈蚀量明显增加。     

Q345D低合金钢在海洋潮差区的腐蚀规律及电化学行为研究

通过在青岛海域2年实海挂片暴露试验研究Q345D低合金钢和对比材料Q235B普碳钢在潮差区的腐蚀行为。试验结果表明,Q345D钢在实海潮差区1年和2年周期的平均腐蚀速率都小于Q235B钢,且两种钢锈层组成和结构基本类似,但Q345D钢表面锈层较厚,且更致密均匀。通过室内模拟海水周浸腐蚀试验研究两种钢的初期腐蚀行为,通过腐蚀数据的回归拟合分析得出,在腐蚀起始阶段,Q345D钢与Q235B钢的腐蚀倾向差别不大,但随着周浸时间的延长,腐蚀速率逐渐降低,且Q345D钢表现出比Q235B更好的耐全面腐蚀性能。宏观电化学阻抗谱和微区阻抗谱测试结果也证实,Q345D低合金钢形成的腐蚀产物膜层具有比Q235B钢更高的膜层电阻,且能够在更短时间内形成稳定的腐蚀产物膜层。     

应变诱导铁素体相变轧制铝硅系耐候钢的组织与性能

通过测定自制铝硅系耐候钢的连续冷却转变曲线,确定了应变诱导铁素体相变轧制工艺;采用该工艺对试验钢进行轧制,研究了轧制后的显微组织、力学性能以及在质量分数3.5%NaCl溶液中的耐腐蚀性能,并与SPA-H钢的进行了对比。结果表明:试验钢在0.5～25℃·s-1冷速范围内只存在铁素体和珠光体转变区;热轧后的显微组织由单一铁素体组成,部分铁素体的晶粒尺寸小于3μm;与SPA-H钢相比,试验钢具有更高的伸长率和更低的屈强比,且冲击韧性优良;在NaCl溶液中腐蚀后,试验钢表面锈层中存在多层致密铝、硅元素富集层,且表面锈层的耐腐蚀性能优于SPA-H钢表面锈层的,因此试验钢的耐氯离子腐蚀性能优于SPA-H钢的。     

某轿车前副车架服役载荷模拟试验加速方法研究*

服役载荷模拟试验能准确地预测零部件的疲劳寿命。为节省试验时间,急需开发出一套合理、实用的加速试验方法。重点研究在不具备结构局部应变响应,仅具备外部激励载荷如力、位移、和加速度等情况下的试验加速方法。基于修正Miner准则,以伪损伤保留比例作为小载荷删除准则,并结合疲劳数据编辑(Fatigue data editing, FDE)技术,提出一套便于工程应用的服役载荷模拟试验加速方法。以某轿车前副车架的疲劳试验为例,分别编制伪损伤保留比例为99%、95%和90%的加速谱。综合考虑各加速谱的载荷特征和加速效果,选用95%加速谱、90%加速谱和原始谱分别建立台架试验。试验结果表明两种加速谱在有效节省试验时间的同时,均获得了与原始谱相同的试验结果,且90%加速谱的加速试验效果更为显著。本方法便于工程应用,可为其他汽车零部件的服役载荷模拟试验提供参考。