国内外耐候钢腐蚀疲劳试验技术发展

为了解耐候钢在腐蚀作用下的疲劳性能,并更好地用于桥梁建设,腐蚀疲劳试验是有效的研究途径.首先,介绍了环境腐蚀等级分类、均匀腐蚀和坑蚀,简述了腐蚀作用对钢材及其疲劳性能的影响.随后,回顾了3种疲劳试验的种类,总结和分析了国内外腐蚀作用对疲劳性能影响的试验研究结果.在此基础上,归纳了腐蚀疲劳试验包含的内容:试件设计、腐蚀试验和疲劳试验,研究了耐候钢腐蚀疲劳试验.最后,进行了20个加速腐蚀后HPS 485W和Q345CNH钢的疲劳试验,并与自然腐蚀后的耐候钢进行对比分析.结果表明:腐蚀环境能对钢材的腐蚀作用产生很大影响,坑蚀作用是导致疲劳裂纹萌生的重要因素;虽然有多种钢材的腐蚀疲劳试验方法,但需要有顺序有层次合理地展开相关试验研究;试件的设计应该在规范的基础上进行优化,并考虑疲劳过程中试件的能量耗散;在加速腐蚀试验需要合理控制环境条件,保证预期的试验结果;盐雾干/湿交替腐蚀后耐候钢的疲劳强度大幅降低,并且数据离散性更小.在自然腐蚀试验和加速腐蚀试验结合的基础上,逐步实现从腐蚀后疲劳试验到腐蚀-疲劳试验和从小试件到结构件的发展.     

高强度耐候钢及其在桥梁中的应用与前景

为了解高强度耐候钢的性能及其桥梁中的技术应用,首先总结当前国内外高强度耐候钢在桥梁工程应用的研究进展和成果,回顾了耐候钢技术的发展历程. 然后,分析了高强度耐候钢的腐蚀机理、腐蚀环境、抗腐蚀性能以及各种腐蚀评估方法;归纳总结了高强度耐候钢的焊接性能,以及耐候钢的腐蚀疲劳性能与评估方法. 最后,阐述了高强度耐候钢在国内外桥梁工程中的应用以及中国高强度耐候钢的试验状况. 分析结果表明:虽然中国的耐候钢技术有较大发展,但中国的耐候钢桥梁技术还处于萌芽阶段;耐候钢桥梁在腐蚀作用下的强度、稳定和疲劳问题将成为今后的研究方向;关键部位采用新焊接技术可保证耐候钢桥梁的疲劳强度;中国高强度耐候钢未腐蚀状态下的疲劳和力学性能满足桥梁建设要求,腐蚀状态下高强度耐候钢的疲劳性能和力学性能有待深入研究;基于电化学腐蚀和断裂力学的腐蚀疲劳模型可用于高强度耐候钢的腐蚀疲劳寿命评估.     

耐候钢和高性能钢腐蚀后疲劳性能2019年度研究进展

免涂装耐候钢桥梁在使用过程中长期受到腐蚀作用,影响其性能的主要有均匀腐蚀和坑蚀。坑蚀能够直接导致钢材疲劳强度降低,并且疲劳细节等级越高,坑蚀对疲劳强度的削减越严重。在钢桥设计中,疲劳设计常为控制指标,需要对耐候钢和高性能钢腐蚀后的疲劳性能进行研究。针对中国耐候钢和高性能钢开展共计20个试件的腐蚀后疲劳试验,根据ISO规范对两种钢材进行中性盐雾干/湿循环腐蚀试验,盐雾采用5%的NaCl作为腐蚀溶液,其pH值为6.5,温度控制为35℃,腐蚀120个周期;针对腐蚀后的试件进行疲劳试验,并与未腐蚀试件的疲劳试验结果对比。试验结果表明,腐蚀后耐候钢和高性能钢的疲劳强度均大幅降低;不考虑保证率时,腐蚀后HPS 485W和Q345CNH钢2×10⁶次荷载循环的疲劳强度与未腐蚀试件相比分别降低了27.8%和26.6%;考虑95%保证率,采用m=3时,分别降低了34.7%和50.1%,并且低于FAT 125要求。腐蚀作用下,两种钢材表面形成稳定锈蚀层和蚀坑,其锈蚀层具有一定强度,疲劳裂纹均萌生于表面蚀坑部位。     

稀土Ce,La对Q345B钢在模拟海洋大气环境中的腐蚀行为的影响

通过周浸实验、失重分析、交流阻抗谱测试、动电位极化曲线和SEM等方法,对含有徽量稀土铈(Ce)和镧(La)的Q345BRe钢和普通Q345B钢在模拟工业大气腐蚀环境下,进行了耐腐蚀性能比较实验.结果表明,复合加入稀土铈和镧后,Q345B钢耐蚀性能获得了明显的提高,腐蚀形貌也发生了变化.     

09CuPTiRE钢的断口形貌分析

通过对09CuPTiRE耐大气腐蚀钢断口形貌的宏观和微观分析，及该钢的冲击性能试验结果，探讨了09CuPTiRE钢的断裂规律以及冲击韧性与断口形貌之间的关系。结果表明，温度对断口形貌的影响较大，随着温度逐渐降低，试验钢的断口从韧窝型变为解理型，冲击韧性减小。     

铁道车辆用高耐蚀型耐候钢耐腐蚀性能研究

采用周期浸润腐蚀试验对铁道车辆用S450EW高耐蚀型耐候钢进行了耐腐蚀性能评价,结合SEM、XRD等分析测试手段研究了S450EW高耐候钢在模拟工业大气环境中的腐蚀行为。研究结果表明,S450EW高耐候钢具有良好的耐腐蚀性能,经过72h加速腐蚀后腐蚀失重率为Q345B的29%;S450EW高耐候钢锈层均匀致密且裂纹较少,锈层主要成分为α-FeOOH、γ-FeOOH和Fe_3O_4,随着腐蚀时间延长增加,稳定致密的α-FeOOH含量增加,腐蚀失重速率下降速度减慢并逐渐趋于稳定。     

合金元素对高强耐候钢耐大气腐蚀行为的影响

以普通低合金高强钢Q345B为对比,对不同合金元素配比的耐候钢进行周期浸润加速腐蚀与电化学试验,研究合金元素对高强耐候钢耐大气腐蚀行为的影响,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对其锈层形貌与结构进行表征。结果显示:在实验周期下,不含Cr的Q345B的腐蚀速率呈锯齿状分布;随着腐蚀时间的延长,1号试验钢(Cr质量分数为1.73%)的腐蚀速率先缓慢降低后趋稳定,2号试验钢(Cr质量分数为4.50%)先缓慢增加后趋稳定;腐蚀120 h后,当钢中Cr含量为0时锈层厚且呈疏松的黄褐色,随着Cr含量的增加,锈层逐渐转变为致密的黑褐色,且锈层中α/γ*(α表示α-FeOOH的质量分数;γ*表示γ-FeOOH、β-FeOOH和Fe3O4的质量分数总和)比值逐渐增大;随着腐蚀时间的延长,Cr含量高的试验钢,其阻抗值增加趋势更明显,腐蚀后期,合金元素Cr对基体的保护作用逐渐显现。     

低碳高强度海洋平台用钢的研究应用进展

低碳(超低碳)贝氏体钢的生产成本相对较低,且具有良好的焊接性和一定的耐海洋环境腐蚀性能,所以其在海洋平台用钢方面的开发与应用引起了广泛的关注。有研究表明低碳贝氏体型耐候钢的耐蚀性能得益于其组织结构。本文从国内外两个方面简要阐述了高强度海洋平台钢的研究发展情况以及再制造过程面对的问题,探讨了微量铌在超低碳贝氏体型高强度海洋平台用钢的应用问题以及超低碳贝氏体型海洋平台用钢开发面临的生产工艺与使用性能问题。     

16Mn钢在内蒙古五地区土壤腐蚀的研究

通过16Mn钢在内蒙古5个试验站土壤现场埋片试验,对16Mn钢在内蒙古土壤中腐蚀进行研究.测定了16Mn钢试样在各试验站的一年腐蚀率.观察了试样表面的腐蚀产物的宏观和微观的形貌,并通过EDS和XRD对腐蚀产物进行分析.结果表明,各地区的腐蚀率相差很大,其中巴盟地区腐蚀率最大为6.948 g/dm2.d.腐蚀产物主要是Fe3O4.     

湿法脱硫烟气系统腐蚀环境及ND钢与316L不锈钢的耐蚀性能比较

腐蚀是湿法脱硫(WFGD)烟气系统中较突出的问题,材料选择至关重要.ND钢和不锈钢316L耐蚀性能的强弱是电力行业的一个困惑,文献的结论互相矛盾.调查、分析了实际湿法脱硫烟气系统的腐蚀环境条件和不同文献的试验研究条件,对产生不同结论的主要原因作了初步探讨.用实际烟气系统冷凝液对316L不锈钢、ND钢和20钢进行浸泡腐蚀试验,结果表明,316L不锈钢的耐蚀性能明显强于ND钢和20钢.