pH值对货油舱用耐蚀钢腐蚀特性的影响

针对油轮货油舱底部的高氯离子强酸性腐蚀环境,参照了IMO《货油舱用耐蚀钢实验程序》的要求,深入研究了腐蚀溶液的pH值对其腐蚀特性的影响,对比分析了普通E36级船板钢以及等强度级别的耐蚀船板钢腐蚀行为的差异.研究结果表明,pH值对钢的腐蚀速率有显著影响.pH＜3.0时,耐蚀钢的耐腐蚀性能,尤其是耐点蚀性能明显优于传统钢;pH≥3.0时,耐蚀钢和传统钢的腐蚀速率未表现出明显差异.强酸性氯离子环境下,实验钢的纯净度、微量耐蚀合金设计、显微组织共同决定了其耐腐蚀性能.钢中的非金属夹杂物是诱发局部腐蚀的主要原因;Cu、Ni、Sn元素的复合添加能显著提高耐蚀钢的腐蚀电位,同时耐蚀合金元素在锈层内部富集,提高了耐蚀钢表面锈层的致密性与稳定性;单一均匀的贝氏体显微组织有利于提高实验钢在酸性氯离子环境下的耐蚀性能,这主要是由于贝氏体组织中富碳相较少且分布均匀.     

合金元素对油船用低合金钢腐蚀行为的影响

采用恒温浸泡的标准试验方法,考察了4种不同合金体系船体钢在强酸性氯离子介质中的腐蚀行为,探讨了合金元素对钢腐蚀行为的影响,结果表明:Cu和Ni对钢的耐蚀性有显著影响,随着Cu、Ni含量的增加,钢的耐蚀性逐渐提高,自腐蚀电位提高,电流密度显著降低,界面电荷传递电阻明显增大。Cu是提高钢在强酸性氯离子环境中耐蚀性的主要元素,其主要机理为其以再沉积颗粒(100~500nm)的方式在钢的表面富集,并具有较高的稳定性,该沉积颗粒钝化了钢基体,降低了钢的溶解速度。Ni元素在钢中的存在显著提高了钢的基体电位,降低了材料的腐蚀敏感性,但Ni元素在锈层中的富集特征不明显。     

强酸性氯离子环境下低合金钢的点蚀行为

 参照国际海事组织（IMO）发布的《油轮货油舱耐蚀钢性能标准》中所规定的模拟内底板试验方法,对比研究了在强酸性高氯离子浓度的环境下,传统低合金钢和耐蚀低合金钢的腐蚀速率及点蚀行为随温度变化的规律。试验结果表明,添加铜、镍元素的耐蚀低合金钢腐蚀速率较传统低合金钢最高降低了90%以上,并且具有优于传统低合金钢的抑制点蚀增殖、扩展的性能。耐蚀低合金钢表面及点蚀坑内部分布有白色颗粒,为铜元素的再沉积所致。该纯铜颗粒分布于试验钢表面可以有效提高钢的腐蚀电位,在点蚀坑内部的富集可以有效抑制点蚀坑在深度方向上的扩展。     

微合金耐候耐蚀钢产品研发达到国内领先水平

正耐蚀钢(Weathering Steel)是一种能够有效抵御大气或某种环境腐蚀的钢种,通常加入合金元素Cu、P、Cr、Ni等,表面会形成致密的锈层来保护钢基体避免进一步的腐蚀。但镍铁价格贵,镍铁的加入会增加钢铁工业的生产成本,如何在不降低钢种的耐候耐蚀性能的前提下,开发出节约型耐候耐蚀钢。公司从2010年开始相关技术研究,通过Cr、Cu、Sb的优化配比,提出低Ni的09CrCuSb     

建筑结构用耐候钢Q460在模拟南海海洋大气环境下的腐蚀性能

对添加了Cr、Ni、Cu、Mo耐蚀元素的Q460 MPa建筑用传统高强钢在模拟大气环境下进行干湿循环加速腐蚀试验,研究其在高温高湿南海海洋大气下的腐蚀行为及耐蚀机理,并对干湿循环后的样品进行形貌表征、成分分析和电化学过程分析.结果表明:Cr相对含量最多的Q460-1钢腐蚀速率最慢,耐大气腐蚀性能最好;未添加Cr、Ni、...     

高铁扣件用耐腐蚀弹簧钢的开发

通过对三种不同状态的弹簧钢60Si2Mn开展周期浸润腐蚀试验,并通过计算腐蚀失重率、观察锈层形貌、分析锈层物相组成与元素分布,研究了试验钢在模拟工业大气腐蚀环境中的耐蚀性能.结果表明,调质处理后的60Si2Mn钢比轧态60Si2Mn钢耐蚀性好,添加Cu与Ni元素的耐蚀钢的腐蚀速率均小于其相应的对比钢,且腐蚀速率随腐蚀时...     

合金元素对耐酸钢耐蚀行为及表面缺陷的影响

耐酸钢具有比碳钢更强的耐酸性能,比耐酸不锈钢更低的合金成本,与涂镀产品相比又减少了电镀/热镀工序,在实际应用中体现出较大的应用价值。本文系统地介绍了合金元素对耐硫酸露点腐蚀钢耐蚀行为、表面质量的影响,对耐蚀钢实际生产中热轧表面缺陷产生原因进行了分析,并提出了有效改进措施。Cu、Sb、Sn、Cr元素的添加在耐硫酸腐蚀方面起着决定性作用,但是,Cu、Sb的选择性氧化会引起一系列表面质量问题,如“铜脆”和氧化铁皮色差,是工业生产的难题。研究发现,Ti能够以鳞片状富集在锈层内部,通过添加钛元素提高晶界密度;优化连铸工艺,避免铸坯在第三脆性区矫直开裂;缩短铸坯在加热炉时间、铸坯加热快速通过铜熔点区间和降低精除鳞温度等措施,在提高强度、有效消除“铜脆”缺陷的同时,还可以有效避免晶间腐蚀。在此基础上,探讨了微合金钛在耐酸钢中的作用及低成本耐酸钢的应用前景。认为,以Sn、Ti替代Sb,实现绿色环保生产,避免耐酸钢在使用过程中的全生命周期污染是新一代耐酸钢发展的趋势。     

锰元素对铜镍合金电化学性能的影响

基于对不同Mn含量的铜镍合金进行3.5 %NaCl(指质量分数,下同)溶液腐蚀实验,测试腐蚀不同时间后的开路电位、电化学阻抗谱和极化曲线。通过分析阻抗谱和极化曲线的变化,建立等效电路模型,利用ZsimpWin软件拟合得出各等效元件的数值,研究Mn元素对铜镍合金电化学性能的影响。结果表明在浸泡初期,Mn含量低(0.53 %)的铜镍合金样品开路电位更正;而在浸泡时间超过7 d后,Mn含量高(1.19 %)的样品开路电位更正。锰含量低的铜镍合金样品生成的腐蚀产物膜较锰含量高的样品更具有保护性,合金中含有低锰含量有助于提高合金的耐蚀性能,降低合金的腐蚀速率.      

球化组织对AISI 420型钢淬回火特性及耐蚀性能的影响

对比研究了两种AISI 420型钢球化组织的平均粒径和圆整度，并对两种钢材进行了不同淬火和回火处理工艺.然后通过硬度测试、扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射仪（XRD）来比较球化组织对淬回火特性的影响，同时借助动电位极化曲线测试和质量分数3.5% NaCl溶液浸泡腐蚀来分析耐蚀性能的差异.结果表明:细小弥散的球化组织在淬火时可以提高AISI 420型钢的C元素的固溶量，提高了其淬硬性，但是会提高残留奥氏体的含量；尺寸更小的退火态碳化物可以使AISI 420型钢的基体在奥氏体化过程中溶解更多的Cr元素，从而使得其在淬回火后基体Cr含量更高，减小贫Cr区产生几率，最终显示出更好的点蚀抗力；更少的大尺寸的未溶碳化物在腐蚀环境中降低了点蚀形核几率，提高了AISI 420型钢的耐蚀性能.所以在250℃回火时，AISI 420型钢耐蚀性好且硬度高，在480℃回火后，耐蚀性最差.      

含钼耐候钢的腐蚀性能

通过显微组织观察、周浸加速腐蚀实验、锈层微观分析、锈层交流阻抗特征分析等方法,研究了合金元素钼含量对耐候钢腐蚀性能的影响.合金元素钼可以促进钢中贝氏体组织的形成,促使锈层更加致密,对钢基体具有更好的保护性,有利于提高钢的耐腐蚀性能.随着钢中钼含量的增加,实验钢锈层的腐蚀电位正移,自腐蚀电流密度减小,锈层的阳极溶解反应受到明显阻碍,锈层具有更好的保护性.      

耐火耐候钢的耐腐蚀性能研究

利用Cu、Mo元素在腐蚀环境下的耐蚀作用以及Cu-Mn-Mo元素耐蚀的协同作用,研究出低成本、耐火、耐工业大气腐蚀、抗震新钢种。该钢种具有较好耐大气腐蚀性能,在模拟工业大气腐蚀60个干湿交替周期后,内锈层组织致密,锈层与基体结合紧密,表现出良好的耐工业大气腐蚀性能。     

高强度低合金钢中纳米析出相对腐蚀行为影响的研究进展

高强度低合金钢中Nb、V和Ti等微合金化元素的纳米析出相对于调控钢的组织和性能具有重要作用,它可以确保钢基体同时拥有较高的力学性能和较强的耐蚀性能。本文基于国内外最新研究现状,系统阐述了纳米析出相在高强度低合金钢中的存在形态以及其对钢中氢扩散、均匀腐蚀、应力腐蚀开裂以及各类氢损伤等腐蚀行为的影响规律和机制。研究表明,纳米析出相对钢基体腐蚀行为的影响受其尺寸、数量和分布状态的控制。细小且与基体共格或半共格的纳米析出相不仅可以通过改善钢的微观组织（包括亚结构）提高耐蚀性能,其导致的不可逆氢陷阱及对氢扩散的强烈抑制作用还可以极大提高抗应力腐蚀和各类氢损伤的能力。而大尺寸的非共格析出相则可能恶化钢基体的耐蚀性能和促进氢损伤。最后展望了目前关注较少的纳米析出相对腐蚀疲劳影响的相关研究。明确纳米析出相对高强度低合金钢腐蚀行为的影响规律与机制将有助于更高品质耐蚀钢的开发和应用。      

不同热处理状态下镍基耐蚀合金析出相的定性定量分析

镍基耐蚀钢的性能,在很大程度上取决于钢中各种相的数量、组成、大小、分布状况和合金元素在晶界的分配情况。镍基耐蚀钢经过等温热处理,通常会形成碳化物相、金属间相等析出相。这些析出相在合金中的形成将导致钢的脆化,显著降低钢的塑性、韧性和耐蚀性。为了对不同热处理条件下镍基耐蚀合金析出相做定性定量分析,实验在选择好合适的电解制度后,利用电解分离方法将析出相从基体中分离。通过扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)定性研究了提取后析出相的形貌以及结构特性的变化过程;并利用Rietveld全谱拟合法计算不同析出相的组成及含量,最后还讨论了析出相含量与材料耐蚀性能间的关系。实验结果表明900 ℃时效形成的析出相最多,且析出相的含量随时间的延长呈明显上升的趋势;腐蚀性能评价结果表明析出相的含量与平均腐蚀速率存在一定的正相关,即随着析出相含量的增加,材料的平均腐蚀速率也增加,耐蚀性能减弱。     

铜对19Cr-1.6Mo铁素体不锈钢力学性能和腐蚀行为的影响

 采用力学性能测试、时效处理、电化学测试、显微硬度以及TEM微观分析等分析手段,研究了19Cr-1.6Mo和19Cr-1.6Mo-0.5Cu两种超纯铁素体不锈钢的力学性能和在3.5%NaCl腐蚀介质中的耐腐蚀性能。试验结果表明：合金元素铜的添加,提高了试验用钢的强度,同时降低了Δr值;随着时效时间的增加,铜析出相尺寸在不断的增加且均匀分布,基体的显微硬度由HV148增加到HV162;合金元素铜的添加降低了试验用钢在氯离子溶液下的耐点蚀能力,尤其是随着时效时间的增加,点蚀电位值由390mV降低到290mV,耐点蚀能力呈明显的下降趋势。     

合金元素对铁素体不锈钢耐应力腐蚀开裂性能的影响

通过42%沸腾氯化镁U型弯曲试验,结合扫描电子显微镜、X射线衍射分析,研究了合金元素Ni、Cu、Mo对铁素体不锈钢耐氯化物应力腐蚀开裂性能的影响规律。结果表明,Ni、Cu元素能够提高铁素体不锈钢应力腐蚀开裂的敏感性,单独添加Mo元素不会降低铁素体不锈钢耐应力腐蚀开裂的能力,但是钢中Mo、Cu元素同时存在时,应力腐蚀开裂的敏感性大大增加。钢中析出的ε-Cu在氯离子环境中形成点蚀,引起了铁素体不锈钢应力腐蚀开裂。     

耐海水腐蚀钢的腐蚀性能评价与机理研究

通过适量添加Cu、Ni、Cr、Mo、Sn等元素,某钢厂成功开发耐海水腐蚀钢NHYNE36。周期浸润腐蚀试验和盐雾腐蚀试验表明:耐海水腐蚀钢NHYNE36的腐蚀性能接近或优于船级社的相应要求。光学显微镜和扫描电镜分析表明:耐海水腐蚀钢表面内锈层中发现的Cr元素可形成致密氧化膜,有利于钢板耐蚀性的提高;基体组织为单相多边形铁素体精细组织或含有极少量珠光体,可有效降低钢中原电池的数量,从而提高基体的抗电化学腐蚀能力。     

桥梁钢的耐大气腐蚀性能研究

针对沿海地区大型钢桥建设对于桥梁钢耐大气腐蚀性的高要求,将以含有Cu、Ni抗腐蚀元素的耐候钢为研究对象,通过干湿周浸润加速腐蚀实验、失重分析、电化学测试等方法,分析海洋大气环境下桥梁钢的耐大气腐蚀性。实验结果表明:Cu、Ni含量不同的4种桥梁钢耐大气腐蚀性能存在一定差异,Cu、Ni合金元素可增强桥梁钢的耐腐蚀性、降低腐蚀深度与速率,且Cu含量与钢基体中的自腐蚀电位、极化电阻成正比,对于钢基体的初期腐蚀速率及大气腐蚀发展趋势均有显著减弱功能。     

含Cu镁锂合金组织与性能调控研究进展

镁锂合金具有超低密度、极高的比强度与比刚度、优异的电磁屏蔽性能及阻尼性能,目前广泛应用于追求轻量化的航空航天、新能源汽车、电子产品、生物医疗等领域。由于合金元素镁和锂均为活泼金属,在服役过程中镁锂合金会存在多种形式的腐蚀过程,同时二元镁锂合金强度较低,以上两点严重制约了其广泛应用。耐蚀涂层可以有效提高镁锂合金的腐蚀抗力,含铜镀层被证实能够提升镁锂合金耐蚀性。改善镁锂合金强度的工艺主要有合金化、热处理、加工变形等,其中合金化是最基本的强化手段。Cu合金化可以对镁锂合金中的组织与性能进行调控,改善镁锂合金的强度。本文对含Cu镁锂合金的研究进展及其应用情况进行综述,总结了目前含Cu镁锂合金耐蚀与力学性能的相关研究成果,重点梳理了铜元素在镁锂合金中的作用,为含Cu镁锂合金的实际应用提供一定的理论指导。     

新型2Cr1Mo2Ni钢在含二氧化碳油田采出液中的腐蚀行为

为弄清Mo和Ni元素在低Cr钢耐蚀方面所起的作用,炼制了新型2Cr1Mo2Ni钢,研究其在模拟油田采出液中的腐蚀行为,实验条件为80℃,0.8 MPa CO₂分压.利用扫描电镜和能谱分析研究了2Cr1Mo2Ni钢和3Cr钢的腐蚀产物膜微观形貌和成分,测试了高温高压极化曲线和电化学阻抗谱,分析了腐蚀产物膜的生长过程.实验结果表明,Mo和Ni元素在提高抗CO₂腐蚀性能方面的作用不及Cr元素.2Cr1Mo2Ni钢腐蚀164 h后,中低频感抗弧消失,腐蚀产物膜开始完全覆盖基体表面;腐蚀240 h后,生成的腐蚀产物膜具有较好的保护性.      

耐大气腐蚀加磷冷轧双相钢的研制

试验室冶炼了两组改变磷含量的加磷双相钢,一组为中锰(1.44%)系列,另一组为高锰(1.74%)系列。另外在一个铸锭中加入0.23%铜,以考察磷铜复合加入对耐蚀性能的影响。试验钢经锻造—热轧—冷轧—临界间退火(退火温度分别为760℃、780℃和810℃)后进行力学性能试验和显微组织观察。试验结果表明,加磷冷轧双相钢具有一般 C—Wn—Si 双相钢的显微组织和力学性能特征。磷的加入强化了铁素体基体,提高了钢的强度级别,改善了强度/延性配合。综合力学性能可满足一般双相钢的设计要求。磷的加入明显地提高了钢的耐大气付蚀性能,磷和铜复合加入提高耐蚀性能的效果更为显著,根据试验结果,提出了加磷冷轧双相钢的最佳 P、Cu 含量和适宜的临界间退火温度。