晶粒尺寸对耐候钢抗大气腐蚀性能的影响

细化晶粒能有效提高耐候钢的力学性能,但是,随着晶粒尺寸的减小,晶粒尺寸对耐候钢的耐腐蚀性能的影响是怎样的,有必要进一步研究.因此,对不同晶粒尺寸耐候钢进行了模拟工业大气周期浸润实验室加速试验,并通过金相扫描、X射线衍射、交流阻抗谱等手段对锈层进行了分析.结果发现,在腐蚀初期还没有形成致密内锈层前,细晶粒比大晶粒的腐蚀更快一些,形膜要快.在腐蚀后期形成致密的内锈层后,细晶粒和大晶粒的腐蚀速率基本一致;耐候钢晶粒尺寸不影响其耐蚀性能.     

Nb对高含Cl-强酸性溶液环境中低合金钢腐蚀性能的影响

通过对5种不同Nb含量钢板在自制的货油舱下底板环境模拟装置中进行腐蚀实验,探究了Nb元素高含Cl-强酸性溶液环境中低合金钢腐蚀性能的影响.结果表明:在高含Cl-强酸性的环境中,低合金钢的腐蚀速率随着Nb元素含量的增多,呈现先减小后增大的规律.Nb元素含量增多的同时,实验钢晶粒尺寸减小,位错密度增加,并且小角度晶界比例升高,使得Nb含量为0.055％的实验钢在高含Cl-强酸性溶液环境中拥有良好的耐腐蚀性能.     

模拟海洋大气环境下Cu和Cr对耐候钢耐腐蚀性能的影响

过去,合金元素对耐候钢海洋环境中的耐蚀性影响缺乏详细的论讨.选取Q235和5种不同Cu和Cr含量的耐候钢,在0.5%的NaCl溶液中模拟海洋大气环境进行周期浸润试验.研究结果表明:在Cl-存在的环境中,在碳钢的基础上单独添加Cr(0～3.0%)或单独添加Cu(0.25%～0.50%)都不能使钢的耐蚀性有显著的提高.单独提高耐候钢中Cr的含量,有助于抑制其在腐蚀初期的腐蚀速度,但对后期的腐蚀发展趋势不利;单独提高Cu的含量,有助于延缓腐蚀后期的发展趋势.当同时提高耐候钢中的Cu和Cr含量时,可使耐候钢得到较佳的耐大气腐蚀性能.XRD分析结果表明,合金元素对外锈层的成分影响不大,其主要大气腐蚀产物为γ-FeOOH,Fe3O4,γ-Fe2O3和少量α-FeOOH.     

微量硼对镁合金耐腐蚀性能的影响

镁合金中加入微量硼,可以细化晶粒,但硼对镁合金耐腐蚀性能的影响,国内外未见报道.通过测定自腐蚀电位、极化曲线、盐雾腐蚀速率和对盐雾腐蚀试样表面形貌扫描等技术,研究了微量硼对镁合金(Mg-7Al-0.4Zn-0.2Mn)耐腐蚀性能的影响.结果表明:微量硼的加入显著细化了镁合金的组织和晶粒,从而提高了其自腐蚀电位,降低了盐雾腐蚀速率,使耐腐蚀性能得以改善;当硼的加入量为0.15%时,镁合金的自腐蚀电位比未加时约提高25 mV,腐蚀速率比未加时降低31.7%.     

P-RE复合超细组织耐候钢的理论与技术

深入研究了P、RE、晶粒细化和组织类型等因素对钢铁材料耐大气腐蚀性能的影响规律和作用原理。研究发现,P改善耐大气腐蚀性能显著,也可有效提高钢的强度,由较高的P含量所导致的钢铁材料的冷脆问题可通过晶粒细化或超细化控制而显著改善;RE可显著改善钢铁材料的耐大气腐蚀性能,其主要作用机理是:在钢中形成的RE化合物、RE/Fe金属间化合物和固溶稀土等在腐蚀薄液膜中水解,并在pH值较高的阴极沉淀,从而起到缓蚀作用;晶粒细化有益于提高钢铁材料的耐大气腐蚀性能。通过集成上述3项技术,开发了新型的P-RE复合合金化超细组织经济型耐候钢。所开发的新材料成本优势明显,强韧性高,耐大气腐蚀性能可接近Cor-ten B钢水平。     

Ce含量对X100管线钢显微组织和耐腐蚀性能的影响

为了研究稀土元素Ce对X100管线钢显微组织和耐腐蚀性能的影响,利用蔡司显微镜、场发射电子显微镜及其配套的能谱仪和电化学工作站对不同Ce含量的4种试验钢0,1,2,3号(Ce质量分数分别为0,0.001 7%,0.002 8%,0.004 9%)进行测试。结果表明：随着Ce含量的增多,试验钢表面的晶粒尺寸减小,Al₂O₃夹杂被改性为CeAlO₃夹杂和Ce₂O₃夹杂。浸泡7 d后,4种试验钢的腐蚀电位均比较接近;浸泡30 d后3号试验钢的腐蚀电位较之前提高了8.94%,2号和1号试验钢的腐蚀电位分别较之前提高了6.34%和6.06%;浸泡45 d后,1号试验钢的腐蚀电位较7 d时降低了10.38%,其他3种试验钢的腐蚀电位变化不大。0号试验钢的容抗弧半径随浸泡时间的延长而逐渐减小,3号试验钢的容抗弧半径增大得最为明显。测试结果均表明,Ce含量的增加会提高试验钢的耐腐蚀性能。     

Cr含量对耐候钢耐候性的影响

通过周浸腐蚀试验、电化学测量、锈层微观分析等方法研究了不同Cr含量耐候钢在模拟工业大气环境中的腐蚀行为。结果表明:随着耐候钢Cr含量增加,Cr在锈层中明显富集,促使锈层更加致密,减小了阳极溶解反应电流密度;其表面锈层的电阻Rr及反应电阻Rt均呈增大趋势,锈层的腐蚀电位正移,自腐蚀电流密度减小,极化曲线的阳极部分明显受到了阻碍,从而提高了耐候钢的耐蚀性。     

Nb合金化对22MnB5热成形高强钢点焊性能的影响

22MnB5热成形高强钢的Nb合金化可细化晶粒、提高强韧性,但Nb合金化对其电阻点焊性能的影响尚需进一步探明。本工作设计、制备了22MnB5、22MnB5Nb热成形钢的点焊试样及等效热处理试样,并对试样组织性能进行了测试。研究发现,对于点焊试样,Nb的添加细化了焊点区域的晶粒,拉伸峰值载荷有所降低(降幅在7%以内),焊点硬度范围缩窄,但未改变失效模式以及焊点各区域材料组织类型;对于等效热处理试样,Nb的添加同样细化了晶粒且未改变焊点区域的组织类型,但对试样硬度和抗拉强度的影响很小,断后伸长率普遍有所降低。     

组织类型对耐候钢耐大气腐蚀性能的影响

目前,有关耐候钢不同显微组织对其耐大气腐蚀性能的影响研究不多.以不同的热处理工艺得到同组分不同组织的耐候钢,通过周侵腐蚀、电化学、锈层微观分析等方法研究了耐候钢在模拟工业大气环境中的腐蚀行为.结果表明:铁素体+珠光体试验钢锈层中缺陷较多,有较多的空洞和裂纹;马氏体钢耐候性优于针状铁素体钢,针状铁素体钢耐候性优于珠光体+铁素体钢;马氏体钢锈层极化曲线的阳极部分受到了阻碍,腐蚀电位正移,耐蚀性得到提高.     

超细晶纯铝微观组织及力学和腐蚀性能研究

在室温下采用等通道转角挤压(ECAP)对工业纯铝(CP-Al)圆棒料进行12道次挤压,通过光学显微镜(OM)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、单向拉伸与电化学测试研究了超细晶纯铝的微观组织、力学性能和耐腐蚀性能.结果表明,ECAP后纯铝试样晶粒细化,4道次和8道次后晶粒尺寸分别达到576、482 nm.同时,显微硬度和抗拉强度显著提高,由初始的26.8 HV、79.2 MPa分别增加到8道次的48.3 HV、146.4 MPa,而塑性有所降低,断裂伸长率由初始的22.1%降低到4道次的9.5%.在质量分数为3.5%NaCl溶液中进行了开路电位(OCP)、极化曲线(PD)及电化学阻抗谱(EIS)测试,并观察腐蚀形貌.研究表明,随着ECAP道次的增加,腐蚀电位正移(-0.965~-0.860 V)、电荷传递电阻增大(1.741×10~4~4.798×10~4Ω·cm~2)、点蚀电位正移(-0.818~-0.734 V)、腐蚀电流密度降低(12.910~3.288μA/cm2),且腐蚀形貌有所改善,表明其耐腐蚀性能提高.这是由于随着挤压道次的增加,晶粒细化,加速了表面钝化膜的形成,形成的钝化膜更为致密,从而降低了腐蚀速率.     

近海大气中耐侯钢和碳钢抗腐蚀性能的研究

通过大气曝晒腐蚀试验研究了碳钢和耐候钢的腐蚀情况 ,通过金相观察和EPMA分析 ,讨论了合金元素对耐候钢的抗大气腐蚀能力的影响。根据碳钢和耐候钢的电化学交流阻抗谱特征 ,提出了钢在近海大气中腐蚀的等效电路模型 ;同时通过对上海地区碳钢和耐候钢腐蚀数据的回归分析 ,得出两类材料的腐蚀深度和腐蚀时间的关系方程     

X80管线钢焊缝接头的耐蚀性研究

为研究X80管线钢焊接接头不同部位在碱性土壤溶液中的耐腐蚀性,利用极化曲线、电化学阻抗(EIS)法分别研究了X80管线钢基体(BM)、热影响区(HAZ)和焊缝(WM)的耐蚀性能,并利用XRD分别测量了其晶粒尺寸。结果表明:BM的腐蚀电位最大,腐蚀电流密度最小,即耐腐蚀性最好。与BM相比,HAZ和WM的耐腐蚀性依次降低;晶粒尺寸按BM相似文献   

合金元素对针阀体用钢淬火组织及性能的影响

为了提高针阀体的服役性能,在18Cr2Ni2钢的基础上分别添加微量Nb元素和适量Mo元素,采用DIL805A型热膨胀仪,表征、分析了合金元素对18Cr2Ni2钢870～1020℃淬火后组织性能的影响.研究结果表明:18Cr2Ni2钢作为本质细晶粒钢,添加微量Nb后原奥氏体晶粒轻微细化,细晶强化使淬火硬度及强韧性提高;添...     

变形热处理对Zr-1.0Nb合金耐腐蚀性能的影响

为了探究显微组织对Zr-1.0Nb合金耐腐蚀性能的影响,将Zr-1.0Nb合金样品分别进行680℃/500℃、680℃/560℃、800℃/500℃、800℃/560℃和1000℃/560℃五种变形热处理,然后在350℃、16.8 MPa、0.01mol.L-1的L iOH水溶液中腐蚀,并用透射电镜(TEM)研究其显微组织.其中800℃-1 h/冷轧/500℃-30 h处理样品的耐腐蚀性能最好,基体αZr中Nb元素固溶含量最低.通过变形热处理降低基体αZr中Nb元素固溶含量是提高Zr-1.0Nb合金耐腐蚀性能的一个关键因素.     

海洋大气环境下稀土及铌微合金钢的腐蚀行为研究

为给微合金钢的设计开发理论提供数据支撑,通过显微组织表征、干湿交替循环试验、中性盐雾试验和电化学分析等测试手段研究了稀土微合金钢和铌微合金钢在海洋大气环境中的腐蚀行为,对比分析了其耐腐蚀性能.结果表明:微合金钢的显微组织由铁素体和珠光体组成,并且铌微合金化有助于细化晶粒并能阻碍珠光体组织的形成.在腐蚀初期锈层的主要成分为γ-Fe2O3,γ-FeOOH,对于基体的保护性并不明显.随着暴露周期的延长,γ-FeOOH逐渐转化为α-FeOOH,提高了锈层对基体的保护作用,从而使腐蚀电流密度下降,提升了 2种钢的耐腐蚀性能.经过较长周期腐蚀后,铌微合金钢中晶粒的细化有利于增加表面锈层的致密性,α-FeOOH的含量相对较高,从而减慢了腐蚀速率.因此,相对于稀土微合金钢,铌微合金钢显示出更好的耐大气腐蚀性能.     

近海大气中耐候钢和碳钢抗腐蚀性能的研究

通过大气曝晒腐蚀试验研究了碳钢和耐候钢的腐蚀情况,通过金相观察和EPMA分析,讨论了合金元素对耐候钢的抗大气腐蚀能力的影响。根据碳钢和耐候钢的电化学交流阻抗谱特征,提出了钢在近海大气中腐蚀的等效电路模型;同时通过对上海地区碳钢和耐候钢腐蚀数据的回归分析,得出两类材料的腐蚀深度和腐蚀时间的关系方程。     

稀土对低碳钢耐工业大气腐蚀性的电化学保护作用研究

稀土碳钢经大气暴晒后,表面形成的锈层对基体有一定的保护作用。为了弄清稀土实际发挥的作用,在低碳钢中熔入了稀土并与低碳钢一起置于有酸雨特征的江津大气站进行暴晒试验,应用自腐蚀电位测量、极化曲线、电化学阻抗谱(EIS)和扫描电镜等手段研究了稀土对低碳钢耐工业大气腐蚀性的影响。结果表明:钢中加入稀土后自腐蚀电位正移,阳极电流密度减小,稀土钢锈层趋于钝化;且随稀土含量增加,钢的锈层电阻和电荷传输电阻均呈上升趋势。     

304不锈钢在钻井废弃液中的腐蚀行为

目前针对钻井废弃液中材料的腐蚀研究尚属空白。采用浸泡腐蚀试验、电化学阻抗谱(EIS)、动态极化曲线、扫描电镜(SEM)研究了304不锈钢在钻井废弃液介质中浸泡不同时间后的腐蚀情况。结果表明:浸泡腐蚀初期(5~10 d),试样的腐蚀电流密度显著增加,对应的自腐蚀电位和极化电阻减小,耐腐蚀性能变差;而随着浸泡时间的延长(10~30 d),腐蚀电流密度减小,极化电阻增大,腐蚀减缓;浸泡30~90 d期间,极化电阻、自腐蚀电位显著增加;整个浸泡腐蚀期间试样表面的保护膜层处于生成-破坏-自修复的动态变化中,这使得304不锈钢的耐腐蚀性能较好,浸泡腐蚀90 d后的试样表面生成了较为均匀的保护膜。     

E36钢板成分对埋弧焊接头韧性的影响

针对TMCP工艺生产的3个炉批次E36钢12 mm板,开展了钢板及埋弧焊接头力学性能、系列温度冲击试验,研究了钢中C、Ni、Nb、Ti元素对钢板埋弧焊接头韧性的影响.研究结果表明,降低钢中C含量、添加少量Ni元素有利于提高埋弧焊接头低温韧性,采用Nb、Ti微合金化,有利于细化母材晶粒及抑制焊接热影响区晶粒粗化,而钢中N...     

磁控溅射Cu-Nb和Cu-Mo薄膜结构与性能

采用磁控溅射制备含1.16%～15.8%(原子分数)Nb的Cu-Nb及含2.2%～27.8%Mo的Cu-Mo合金薄膜,井采用EDX、XRD、SEM、显微硬度仪和电阻计对薄膜的成分、结构和性能进行研究。结果表明,Nb和Mo的添加分别使Cu-Nb及Cu-Mo薄膜晶粒显著细化,Cu-Nb和Cu-Mo薄膜呈纳米晶结构,存在Nb在Cu中的fcc Cu(Nb)和Mo在Cu中的fcc Cu(Mo)非平衡亚稳过饱和固溶体,固溶度随Nb或Mo含量增加而上升。添加Nb和Mo显著提高Cu-Nb及Cu-Mo薄膜的显微硬度和电阻率,且随Nb或Mo含量增加而升高。经650℃热处理1h后,Cu-Nb和Cu-Mo薄膜显微硬度和电阻率均下降,且分析表明均发生基体相晶粒长大,并出现微米-亚微米级富Cu第二相,Cu-Nb及Cu-Mo薄膜结构和性能形成及演变的主要原因是添加的Nb、Mo引起的晶粒细化效应以及退火中基体相晶粒度的增大。