干湿交替环境状态对碳钢海洋腐蚀行为的影响

目的研究干湿交替海水环境对碳钢腐蚀速率的影响。方法以青岛小麦岛海域海水为试验介质,使用周期间浸设备,以60 min为一个循环,在浸没/干燥时间分别为10 min/50 min、20 min/40 min、30 min/30 min三种不同干湿比的干湿交替条件下,对碳钢试片和电化学试样分别试验3、7、14、21、28 d后取出。通过失重法和电化学测试方法,研究了腐蚀速率的变化情况,使用X射线衍射仪(XRD)、能量色散谱仪(EDS)和扫描电子显微镜(SEM)分别研究了腐蚀产物成分、腐蚀产物形貌和除锈后的腐蚀形貌。结果失重法和电化学方法表明,碳钢在三种干湿比条件下的腐蚀速率为全浸条件下的3～8倍,且碳钢的腐蚀速率随着干湿比的增大而增大,但是增大的幅度越来越小。随着干湿比的增大,碳钢表面生成的锈层变薄,腐蚀产物中γ-FOOH和氧的含量升高,Fe_3O_4的含量降低。结论干湿交替环境的干湿比越大,对碳钢腐蚀的加速作用越显著,且这一加速作用存在极大值。     

破损涂层下管线钢的交流电干扰腐蚀行为

构建了带破损点的剥离涂层管道腐蚀模拟实验装置,采用微电极技术研究交流干扰X80管线钢破损/剥离涂层下局部腐蚀行为及规律。结果表明:交流电干扰使涂层破损管线钢电位负向偏移;随交流电密度增大,X80钢的阳极溶解速率增大,腐蚀形态由均匀腐蚀逐渐向局部腐蚀转变;破损点处管线钢发生严重腐蚀,剥离区腐蚀程度稍有减缓;但施加100 A/m~2交流电时,剥离区深处X80钢表面仍出现了较严重的点蚀坑。从交流干扰的整流效应、阳极反应不可逆性及交流电对钢/环境界面双电层结构影响等角度讨论了交流电干扰对涂层破损下管线钢腐蚀行为的影响。     

碳钢/环氧涂层在5%H2SO4溶液中的半导体行为

用电位-电容测试和Mott-Schottky分析技术研究碳钢/环氧涂层在5%H_2SO_4溶液中腐蚀失效过程的极化及半导体行为.结果表明:碳钢/环氧涂层在5%H_2SO_4溶液中浸泡10 min时形成了一个金属-绝缘体-半导体(MIS)结构,随着浸泡时间的延长,涂层逐渐表现出半导体的性质.碳钢/环氧涂层在浸泡1 d时,涂层表现为n型半导体,Nyquist图在整个频率域内其交流阻抗出现两个半圆弧,说明此时的金属/涂层电极存在两个时间常数.碳钢/环氧涂层在浸泡3 h到5 d时,在电场作用下发生偶极极化,偶极电场阻碍了涂层中载流子的迁移,起到减缓腐蚀的作用.偶极弛豫效应使碳钢/环氧涂层电极的电容随电位绝对值的增大而减小,并且造成了其频率的依赖性.碳钢/环氧涂层在浸泡7 d以上时,碳钢与涂层形成金属-半导体接触,随着浸泡时间延长,载流子密度逐渐增加.     

环氧涂层/碳钢间的界面化学键合研究

在环氧树脂E-44上接枝酒石酸对其改性,改性后的环氧树脂用来改善环氧涂层/碳钢间的界面附着力.红外光谱测试证明,改性环氧与碳钢表面发生化学键合.拉伸试验表明,改性后环氧涂层在金属表面的附着力得到明显的提升.     

碳钢表面硅烷锌铝涂层的腐蚀电化学行为

在碳钢表面制备了一种由硅烷粘结剂和鳞片状锌铝粉所组成的硅烷锌铝涂层.研究了该涂层/碳钢体系在3.5%NaCl溶液中的腐蚀电化学行为.结果表明,该涂层的作用过程可以分为3个阶段:浸泡初期为表层的金属粉活化,中期为电化学保护,后期主要为阻挡层保护.硅烷锌铝涂层的阻挡层作用较弱,阴极保护为其主要防护机理.     

铝合金表面有机硅环氧涂层的腐蚀电化学行为

研究了铝合金/有机硅环氧涂层电极在5%NaCl(质量分数)溶液中的腐蚀电化学行为,提出了涂层体系在浸泡过程中的不同阻抗模型。结果表明,该涂层体系的作用过程可分为3个阶段:浸泡初期为涂层吸水,中期为烷氧基硅烷的水解和缩聚,后期主要为阻挡层保护。阻抗参数解析表明,涂层中硅烷的水解与缩聚增强了涂层的致密度和交联度,从而使涂层体系在浸泡过程中可实现修复和自愈(或逆损伤)。     

环氧玻璃鳞片涂层在塔河油田的腐蚀行为

采用差示扫描量热法分析了环氧玻璃鳞片涂层在高酸、强碱环境中的耐腐蚀性能.利用高温高压釜模拟塔河油田的服役工况条件,研究了涂层在模拟工况条件的气、油、水三相中的耐蚀性,并利用电化学测试对涂层在6种模拟工况条件下的电化学特征进行了分析.通过涂层剥离性能测试数据对涂层寿命进行预测,并通过现场试验验证预测结果.结果 表明:环氧...     

LY12铝合金/钝化膜/环氧涂层复合电极的腐蚀电化学行为

通过电化学阻抗谱（EIS）技术研究了LY12铝合金／钝化膜／环氧涂层复合电极在NaCl水溶液中的腐蚀行为．结果表明,随浸泡时间的延长,复合电极体系的阻抗不断增大;在浸泡初期,复合电极体系的阻抗谱中即出现了低频扩散阻抗,认为该阻抗由金属表面钝化膜的溶解产物的传质引起．扫描电镜（SEM）观察表明铬酸盐钝化膜呈现明显的裂纹形貌;利于溶解的铬盐通过裂纹到达合金基体使其钝化,是复合电极阻抗不断增大的原因所在．     

不同循环周期Cr/NiCrN多层涂层腐蚀磨损行为

目的 在低碳钢表面制备硬质涂层,以提高其腐蚀磨损性能.方法 使用电弧离子镀制备技术在低碳钢基体(42CrMo)表面沉积Cr/NiCrN多层涂层,在保持涂层厚度基本一致的前提下,通过改变子层沉积时间来调控涂层循环周期(分别为1、5、10、15).通过扫描电子显微镜及X射线衍射仪研究涂层的微观组织结构,并利用洛氏、维氏硬度计以及自制的腐蚀磨损试验机分别评价涂层的力学性能及腐蚀磨损性能.结果 不同循环周期下,Cr/NiCrN多层涂层物相组成基本相同,主要包括Ni和Cr金属相、CrN陶瓷相以及少量Cr2N相.随着循环周期从1增加至15,涂层的结合强度提高,显微硬度从882HK0.025逐渐上升为964HK0.025.经过磨损、腐蚀16 h后,4种涂层试样的磨损、腐蚀失重分别占腐蚀磨损失重的12％～14％和61％～77％,其中,循环周期为15的Cr/NiCrN多层涂层显示出最佳的腐蚀、磨损及腐蚀磨损性能.结论 由于多层涂层具有"自愈"作用,能显著减少贯穿性腐蚀通道的数量,同时Cr-NiCrN界面的存在起到了增强、增韧和延长腐蚀介质传输路径的作用,因此随着循环周期的增加,涂层的腐蚀磨损性能提高.此外,涂层在腐蚀磨损过程中还存在一定的交互作用.     

电化学方法研究环氧涂层/基体在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为

采用电化学方法研究了两种常用涂层-环氧沥青涂层和环氧铝粉涂层在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为.腐蚀电位-时间结果表明,两种涂层的自腐蚀电位都比基体的更正,都能起到屏蔽作用保护基体,浸泡中电位向负方向移动说明活化腐蚀过程在继续.电化学阻抗结果表明,腐蚀介质能够较快的渗入涂层到达界面,使涂层的屏蔽作用降低,生成的腐蚀产物可在一定程度上抑制腐蚀的发展.并提出了两种涂层的等效电路模型,对阻抗结果进行了拟合.表明在浸泡初期涂层电阻随浸泡时间延长迅速降低,随后趋于稳定.指出电化学方法能获得与涂层性能有关的定量数据,非常适合于研究涂层/基体的性能.     

局部碳酸钙沉积对N80碳钢腐蚀行为的影响

目的 研究局部碳酸钙沉积对N80碳钢腐蚀行为的影响,为解决碳酸钙沉积引发的腐蚀问题提供新思路.方法 采用恒电位阴极极化法诱导碳酸钙沉积.采用电化学阻抗谱、丝束电极、扫描电镜和能谱仪对N80碳钢的均匀腐蚀、局部腐蚀、电偶腐蚀、微观形貌和化学组成进行表征,揭示局部碳酸钙沉积对N80碳钢腐蚀行为的影响规律.结果 碳酸钙沉积会使电极的腐蚀电位正移约100 mV.相同条件下,碳酸钙覆盖电极的容抗弧直径远大于裸电极.随着浸泡时间的延长,裸电极的容抗弧直径不断增大,而碳酸钙覆盖电极的容抗弧先增大后减小.电偶测试中,碳酸钙覆盖电极作为阴极,裸电极作为阳极,在168 h内,二者没有发生极性反转,电偶电流密度最终稳定在–0.4μA/cm2左右.WBE结果显示,浸泡开始时,碳酸钙覆盖区域的电位较高且均为阴极电流,24 h后,该区域逐渐出现阳极点.浸泡72 h后,电位最负的位置开始向碳酸钙覆盖区域转移.微观分析结果表明,碳酸钙覆盖电极表面有一层完整且致密的腐蚀产物膜,可能对基体起到了一定的保护作用.去除腐蚀产物后,基体存在明显的点蚀坑.结论 局部沉积的碳酸钙虽然对基体有一定的保护作用,但会导致电偶腐蚀的发生.随着浸泡时间的延长,覆盖碳酸钙的区域会由于氧浓差电池和酸化自催化效应发生局部腐蚀.     

碳钢表面有机涂层破损程度的模拟研究

碳钢试片表面模拟有机涂层不同程度的破损状态，在 NaCl溶液中进行了电化学测试.提出了破损程度系数Kp，建立了Kp与涂层体系 电化学等效电路参数之间的函数关系，可用来判辨有机涂层的破损程度，为现场检测仪器的 研制提供了理论依据.同时还测定了有机涂层不同破损程度的电化学阻抗谱，分析了谱图特 征.     

加载与循环干湿条件下MnCu耐候钢的腐蚀行为

同时采用循环加载及模拟加速腐蚀的方法,研究循环载荷对耐候钢在含氯离子气氛中腐蚀行为的影响。锈层截面形貌以及带锈电极的电化学极化行为和阻抗谱表明,在相同的拉伸时间内,腐蚀周次较低时,耐候钢能较快获得稳定的锈层;腐蚀周次较高时,在长时间的循环载荷影响下,MnCu耐候钢的外锈层会更易产生裂纹甚至脱落,但内锈层结构相对稳定而基本不受一般载荷的影响,因此MnCu耐候钢依然具有良好的耐候性。     

碳钢焊接接头腐蚀行为分析

通过对焊接接头各区域显微组织观察以及开路电位、极化曲线和电偶腐蚀电流的测量,研究了两种热输入所得焊接接头各区域的腐蚀行为. 结果表明,热输入小的接头各区域耐蚀性由小到大依次为母材,焊缝,热影响区;热输入大的接头各区域耐蚀性由小到大依次为母材,热影响区,焊缝. 该结果与接头不同区域的显微组织相关. 两种接头总腐蚀速率相比,热输入大的接头耐蚀性较好.     

NiCoCrAlY/NiCoCrAlYN涂层的腐蚀磨损行为

目的在中碳钢表面制备金属+氮化物涂层以研究其在腐蚀、磨损耦合环境下的服役行为。方法利用电弧离子镀技术在42CrMo钢基体表面制备NiCoCrAlY/NiCoCrAlYN双层涂层,通过改变氮气流量来调控涂层中氮元素含量。采用显微硬度计以及特制的腐蚀磨损试验机,同时结合XRD、XPS、SEM等各类表征技术研究涂层力学及腐蚀磨损行为。结果NiCoCrAlYN涂层物相主要为γ-Ni、γ'-Ni₃Al、fcc-CrN和fcc-AlN。随着N₂流量的逐步引入,涂层中CrN/AlN陶瓷相含量增加,显微硬度从575HV_0.05逐渐提升至730HV_0.05,而结合力等级从HF 2下降至HF 3。NiCoCrAlY/NiCoCrAlYN双层涂层比NiCoCrAlY单层涂层具有更佳的腐蚀磨损性能,且随着N含量的增加而显著提升。当N2流量为400 mL/min时,涂层显示出最佳的腐蚀磨损性能。此外,涂层的失效形式也由磨损失效逐渐转变为腐蚀失效。结论由于氮化物表层的高硬度特性增强了涂层耐磨性,NiCoCrAlY-NiCoCrAlYN界面的阻挡作用提高了涂层耐蚀性,加之底部NiCoCrAlY层具有良好的韧性和延展性,三者的综合作用导致NiCoCrAlY/NiCoCrAlYN双层涂层的腐蚀磨损性能优于NiCoCrAlY单层涂层。     

梯度NiCoCrAlYSi涂层的循环氧化及热腐蚀行为

采用电弧离子镀技术制备了普通NiCoCrAlYSi涂层和梯度NiCoCrAlYSi涂层,分析了2种涂层的组织及结构,对比研究了2种涂层分别在1000℃到室温的循环氧化行为和900℃的高温热腐蚀行为.结果表明,普通涂层由g/g′相、b相和a-Cr相组成,梯度涂层外层富Al,内层富Cr,Al和Cr在涂层中呈梯度分布.循环氧化过程中梯度涂层外层充足的Al源维持表面Al_2O_3膜的形成和修复,界面处富Cr(W,Re)相抑制涂层与基体的互扩散,表现出良好的抗循环氧化性能.热腐蚀过程中,NaCl的存在加速了腐蚀的进程,2种涂层出现不同程度的内氧化和硫化,普通涂层表面形成了非保护性的NiAl_2O_4尖晶石和NiO,梯度涂层中外部富Al内部富Cr的梯度分布,减缓了热腐蚀进程.     

稀土对AZ91镁合金干湿交替循环腐蚀行为的影响

镧铈(La,Ce)混合稀土的添加改变了AZ91镁合金微观组织和元素分布。La元素与Ce元素在AZ91镁合金中以不同的形式存在,一部分固溶在镁合金基体中,一部分参与生成了针状的Al4(La,Ce)相和粒状的Al_(10)Ce_2Mn_7相。稀土添加后AZ91镁合金中β相的体积分数有所降低,Al元素分布由晶界向晶内迁移。对不同添加量的稀土镁合金在模拟融雪剂溶液中的干湿交替循环腐蚀行为的研究结果表明,La、Ce混合稀土的添加,可以增加镁合金表面膜的致密度。虽然混合稀土降低了镁合金的自腐蚀电位,但腐蚀电流密度相比较于AZ91明显降低。SECM结果则表明,稀土添加可以减少镁合金表面微区的活性点数量。     

加速腐蚀实验研究碳钢的大气腐蚀行为

目的快速研究大气环境对钢制输电铁塔腐蚀的影响。方法采用室内加速腐蚀实验,研究碳钢试样在湿度和SO2浓度不同的气氛中的腐蚀行为。结果用极化曲线法测得的金属腐蚀速率与失重法测得的结果具有很高的一致性。相对湿度较低时,改变腐蚀性气体的浓度,对碳钢的腐蚀影响不显著;碳钢在高湿度的含SO2气氛中会发生严重腐蚀。结论降低湿度是防止或减缓碳钢在含SO2气氛中腐蚀的有效途径。     

电化学阻抗法研究土壤模拟溶液中CFRP/碳钢体系的腐蚀行为

采用电化学阻抗法(EIS)研究了碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)/碳钢体系在两种土壤模拟溶液中的腐蚀行为。测得的阻抗谱能清楚地反映CFRP/碳钢体系的腐蚀行为。浸泡早期,腐蚀介质的扩散速度小于界面的反应速度,阻抗谱表现出一定的扩散特征;随后阻抗谱为两个半圆;浸泡中后期,界面处形成腐蚀产物膜,阻抗谱表现出明显的Warburg扩散特征,并开始出现第三个时间常数。形貌分析的结果表明碱性腐蚀介质对CFRP的破坏性比酸性腐蚀介质要大,另外碱性介质容易引起体系中碳钢的局部腐蚀,而酸性介质则使碳钢发生均匀腐蚀。