采用丝束电极研究金属的缝隙腐蚀*

采用丝束电极研究了铜在5%NaCl介质中的缝隙腐蚀行为。研究表明,铜发生缝隙腐蚀的过程中,缝隙内金属的腐蚀电位分布是不均匀的,不均匀的程度相差达数十毫伏。在缝隙腐蚀的初期,缝隙内金属腐蚀电位随着缝隙腐蚀的发生逐渐正移。随着缝隙腐蚀程度的加深,缝隙内金属的腐蚀电位发生负移,且逐渐均匀分布。这一过程与经典的金属缝隙腐蚀机理相吻合。     

丝束电极对低碳钢缝隙腐蚀的研究

用丝束电极研究了低碳钢在５％ＮａＣｌ介质中的缝隙腐蚀行为,在发生缝隙腐蚀的过程中,缝隙内金属的腐蚀电位分布不均匀的程度相差数十个毫伏,随着缝隙腐蚀程度的加深,缝隙内金属的腐蚀电位逐渐均匀分布。     

5083和6061铝合金缝隙腐蚀行为的研究

利用微电极原位测量技术和电化学噪声技术研究了5083和6061铝合金的缝隙腐蚀行为,探讨了材料的显微组织与缝隙腐蚀行为之间的相关性。结果表明,6061铝合金从缝口到缝隙内部局部腐蚀的趋势逐渐增强,对6061铝合金缝隙腐蚀起主导作用的是IR降机制;5083铝合金距缝口远处的腐蚀形态趋近局部腐蚀,距缝口近处趋近均匀腐蚀,缝隙内成分变化机制是5083铝合金缝隙腐蚀的主导因素。不同类型第二相的微电偶作用是5083和6061铝合金的缝隙腐蚀行为以及遵循的腐蚀机制不同的原因。     

金属缝隙腐蚀的成因及实验验证

在制品和工程结构中,缝隙腐蚀是一种很普遍且隐蔽的局部腐蚀,其结果会导致构件强度降低,既降低服役寿命,也存在安全隐患。指出缝隙腐蚀发生的三个必要条件——制品或工程结构中有金属或合金、有缝隙的存在、缝隙内有腐蚀介质滞留,概述了缝隙腐蚀的特征及三个阶段。分析了缝隙腐蚀的影响因素,包括金属性质、环境因素(溶液中氧、氯离子浓度,温度,p H值以及溶液的流速)和缝隙的几何形状。介绍了在实验室用三氯化铁溶液验证不锈钢及其合金的缝隙腐蚀敏感性的基本步骤,提出了在工程实际中如何预防缝隙腐蚀的基本思路。     

缝隙腐蚀内部微区离子浓度监测的研究进展

缝隙腐蚀早期缝隙内部微区化学组分的变化与缝隙腐蚀的发生发展过程密切相关。本文介绍了缝隙腐蚀的基本原理及其影响因素，综述了近年来缝隙腐蚀过程中缝隙内部微区离子浓度监测的研究进展，包括固态离子选择性电极技术、荧光分子原位监测法、取样分析法以及数值计算模拟的相关工作；同时简要介绍了采用微型电化学传感器结合扫描电化学显微镜(SECM)的电位响应模式，对不锈钢缝隙腐蚀早期缝隙内部微区离子浓度原位监测的相关工作，展望了其在金属材料缝隙腐蚀早期腐蚀机理研究中的应用。     

缓蚀剂对2024铝合金在海水中缝隙腐蚀行为的影响

通过缝隙腐蚀浸泡实验考察了钼酸铵((NH4)6Mo7O24)和氯化铈(CeCl3)对2024铝合金在海水中缝隙腐蚀行为的影响,采用扫描电子显微镜(SEM)及能谱EDAX对腐蚀试样表面形貌进行了观察,并分析了试样表面膜成分;结合动电位极化和交流阻抗对其抗缝隙腐蚀机理进行了讨论.结果表明:钼酸铵不能有效地抑制2024铝合金在海水中的缝隙腐蚀,虽然钼酸铵可以在缝隙外表面形成保护膜,但缝隙内的腐蚀却更为严重;而在含氯化铈的海水中,由于Ce3+的还原性降低了缝隙内外氧的浓度差,有效抑制了缝隙腐蚀的发生.     

铝锌合金热镀层的缝隙腐蚀行为

通过设计缝隙腐蚀装置,应用电化学技术研究了55%Al-Zn-1.6%Si合金镀层在pH=5.5%NaCl溶液中的缝隙腐蚀行为.试验表明镀层的缝隙腐蚀符合自催化酸化闭塞电池机理;经钝化处理的合金镀层具有较好的耐缝隙腐蚀性能,缝隙腐蚀孕育期较未钝化镀层延长,腐蚀电流减小.     

2205双相不锈钢和304不锈钢在氢氟酸溶液中缝隙腐蚀敏感性比较

采用缝隙腐蚀试样,通过浸泡实验以及循环极化、电化学阻抗、电化学噪声、恒电位测试等电化学方法,研究了2205双相不锈钢(2205DSS)和304不锈钢(304SS)在5%(质量分数)氢氟酸溶液中的缝隙腐蚀行为。结果表明,两种不锈钢在氢氟酸溶液中都发生了缝隙腐蚀,但2205双相不锈钢腐蚀形成的蚀坑较浅,而304不锈钢腐蚀形成的蚀坑较深,且腐蚀面积更大。电化学测试结果表明,2205DSS的临界缝隙腐蚀电位E_(crev)和再钝化电位E_(rp)都高于304SS的,滞后环的面积也更小,钝化膜电阻和缝隙腐蚀发生时的电荷转移电阻也更大。2205DSS的白噪声水平更小,缝隙腐蚀反应更慢。同时,在相同外加电位下,2205DSS的缝隙腐蚀诱导期更长,缝隙腐蚀发生时电流更小,2205DSS的抗缝隙腐蚀能力优于304SS,这主要与两种材料表面所成钝化膜的组成和性能不同有关。     

低合金钢X70和3Cr在超临界CO_2环境中的缝隙腐蚀EI北大核心CSCD

利用浸泡实验分别模拟了低合金钢3Cr和X70在含有超临界CO_2的3.5%Na Cl溶液和溶解有Na Cl溶液的超临界CO_2相中的缝隙腐蚀行为。采用SEM、EDS和3D显微镜分析了腐蚀产物膜的形貌和成分,运用失重法测试了不同环境下低合金钢的腐蚀速率。结果表明,在超临界CO_2环境下低合金钢在缝隙内部腐蚀较轻,在缝隙边缘处发生了明显的腐蚀。这种缝隙腐蚀现象是由于缝隙内部与外部之间形成的电偶效应引起的。2种钢在超临界CO_2相中的均匀腐蚀速率均低于局部腐蚀速率,在Na Cl溶液中的情况则相反。在超临界CO_2环境中,3Cr钢的耐均匀腐蚀性能优于X70钢,而耐局部腐蚀性能则劣于X70钢。2种钢缝隙腐蚀行为的差异主要是Cr含量不同造成的,而Cu在3Cr钢缝隙边缘处的富集可能对缝隙腐蚀过程起到了促进作用。     

对45#钢管道的缝隙腐蚀模拟研究

目的预测埋地金属管道缝隙表面电位分布和腐蚀速度。方法造金属管道缝隙腐蚀的几何模型,对腐蚀管道采取阴极保护,推导腐蚀管道的电化学反应动力方程式。对几何仿真模型的初始条件及边界条件进行约束,采用MATLAB软件对阴极保护电位分布规律和表面缝隙腐蚀速度的几何模型进行了仿真,并且与实验测量结果进行对比,得出了仿真结果与实验结果的相对误差。结果采用阴极保护金属管道表面缝隙腐蚀的底部仿真电位随时间的增加而反向增大,在极化时间50 h内最大电位为-8.6 V。采用阴极保护金属管道表面缝隙腐蚀的仿真电位随缝隙深度的增加而反向减小,在距离缝隙表面10 cm内最小值为-0.78 V。采用阴极保护金属管道表面缝隙的仿真腐蚀速度随时间的增加而逐渐减小,在前5年内腐蚀速度最小值达到0.334 mm/a。同时,电位分布和腐蚀速度的仿真值与实验测量值的相对误差在5%以内,误差较小。结论采用矩形缝隙模型可以近似预测阴极保护的电位分布和缝隙表面腐蚀速度,从而降低了金属管道腐蚀速度,避免了金属管道发生灾难性的事故。     

低合金钢X70和3Cr在超临界CO_2环境中的缝隙腐蚀

利用浸泡实验分别模拟了低合金钢3Cr和X70在含有超临界CO_2的3.5%Na Cl溶液和溶解有Na Cl溶液的超临界CO_2相中的缝隙腐蚀行为。采用SEM、EDS和3D显微镜分析了腐蚀产物膜的形貌和成分,运用失重法测试了不同环境下低合金钢的腐蚀速率。结果表明,在超临界CO_2环境下低合金钢在缝隙内部腐蚀较轻,在缝隙边缘处发生了明显的腐蚀。这种缝隙腐蚀现象是由于缝隙内部与外部之间形成的电偶效应引起的。2种钢在超临界CO_2相中的均匀腐蚀速率均低于局部腐蚀速率,在Na Cl溶液中的情况则相反。在超临界CO_2环境中,3Cr钢的耐均匀腐蚀性能优于X70钢,而耐局部腐蚀性能则劣于X70钢。2种钢缝隙腐蚀行为的差异主要是Cr含量不同造成的,而Cu在3Cr钢缝隙边缘处的富集可能对缝隙腐蚀过程起到了促进作用。     

X70和16Mn钢土壤腐蚀行为比较 II.点蚀和缝隙腐蚀

用丝束电极测量和缝隙腐蚀试验等方法研究X70钢和16Mn钢在3种介质中点蚀和缝隙腐蚀方面的异同行为,发现在同样腐蚀环境下X70钢表面电位极差大于16Mn钢,结合形貌观察可以肯定X70钢具有较强点蚀倾向.2种管道钢在较弱腐蚀溶液中缝隙腐蚀不明显,以平均腐蚀为主;在较强腐蚀溶液中,缝隙腐蚀和平均腐蚀同时发生.从缝隙腐蚀失重数据看,X70钢缝隙腐蚀平均失重稍大于16Mn钢,但试验尚不能肯定两者在最大缝隙深度方面是否存在差异.     

缝隙腐蚀研究进展及核电材料的缝隙腐蚀问题

综述了缝隙腐蚀的主要机理、模拟研究技术及影响因素,介绍了核电材料在实际服役过程中的缝隙腐蚀问题,讨论了高温高压水环境下缝隙腐蚀研究存在的主要问题以及进一步的研究方向。     

用丝束电极研究SO2-4对纯铝缝隙腐蚀的影响

采用动电位极化和丝束电极技术测量了纯铝在2mol/L NaCl和2mol/L NaCl+0.8mol/L Na2SO4溶液中的极化曲线、缝隙内外的自腐蚀电位和电化学阻抗分布,研究了SO2-4对铝缝隙腐蚀的影响.结果表明,在NaCl溶液中,缝隙内的铝为阳极、缝隙外为阴极;随浸泡时间增加,腐蚀不均匀性增加.加入Na2SO4后,减小了缝隙内外腐蚀电位差,显著降低了铝的腐蚀速度.Na2SO4是中性溶液中铝的吸附型缓蚀剂,延缓了缝隙腐蚀的发生.     

用丝束电极研究SO_4~(2-)对纯铝缝隙腐蚀的影响

采用动电位极化和丝束电极技术测量了纯铝在2mol/L NaCl和2mol/L NaCl 0.8mol/L Na2SO4溶液中的极化曲线、缝隙内外的自腐蚀电位和电化学阻抗分布,研究了SO42-对铝缝隙腐蚀的影响。结果表明,在NaCl溶液中,缝隙内的铝为阳极、缝隙外为阴极;随浸泡时间增加,腐蚀不均匀性增加。加入Na2SO4后,减小了缝隙内外腐蚀电位差,显著降低了铝的腐蚀速度。Na2SO4是中性溶液中铝的吸附型缓蚀剂,延缓了缝隙腐蚀的发生。     

Q345E钢在3.5%NaCl水溶液中的缝隙腐蚀行为研究

应用矩型缝隙模型研究了Q345E钢在3.5%Na Cl水溶液中的缝隙腐蚀行为。探讨了矩型缝隙内电极电位、Cl-浓度和缝口尺寸对缝隙腐蚀的影响。结果表明,随腐蚀时间延长,缝隙内电极电位逐渐减小,Cl~-浓度逐渐增大;距缝口距离越远,Cl~-浓度越大;缝口尺寸较小时,缝隙内的电极电位更负,Cl~-浓度更大。     

409型不锈钢在冷凝液中的缝隙腐蚀行为

运用冷凝液循环蒸发方法模拟汽车消声器内部腐蚀环境,对比研究了在有/无缝隙条件下409型不锈钢在冷凝液中的腐蚀行为。结果表明:与无缝隙试样相比,有缝隙试样在循环试验过程中表现出相对较低的自腐蚀电位;20次循环试验后,腐蚀阻力较低,腐蚀深度较大;缝隙导致不锈钢局部腐蚀速率约增大2.4倍,这主要是由缝隙内部在蒸发过程中更容易保持电解液腐蚀环境、并不断酸化导致的。     

NaCl水溶液中1CrNi9Ti钢的缝隙腐蚀

研究了1Crl8Ni9Ti钢在0.03％、0.3％、及3％NaCl水溶液中金属/金属缝隙蚀的萌发、成长和再钝化。结果表明:(1)缝隙腐蚀存在一个临界电位V_(CREV);若负于此电位,缝隙腐蚀虽可能发生,但不久便再钝化。缝隙腐蚀的再钝化电位E_R,是缝隙构造的特征值,其下限值与V_(CREV)相一致;(2)缝隙腐蚀的发生具有概率性,各条件下有一稳定的发生率,它是独立于E_(EREV)的缝隙腐蚀的另一特征值;(3)缝隙腐蚀的发展随温度、电位的升高而加快,并遵循不同的规律。     

X70和16Mn钢土壤腐蚀行为比较II 点蚀和缝隙腐蚀

用丝束电极测量和缝隙腐蚀试验等方法研究X70钢和16 Mn钢在3种介质中点蚀和缝隙腐蚀方面的异同行为，发现在同样腐蚀环境下X70钢表面电位极差大于16 Mn钢，结合形貌观察可以肯定X70钢具有较强点蚀倾向.2种管道钢在较弱腐蚀溶液中缝隙腐蚀不明显，以平均腐蚀为主；在较强腐蚀溶液中，缝隙腐蚀和平均腐蚀同时发生.从缝隙腐蚀失重数据看，X70钢缝隙腐蚀平均失重稍大于16 Mn钢，但试验尚不能肯定两者在最大缝隙深度方面是否存在差异.      

低合金钢和碳钢在90℃地下水模拟溶液中的缝隙腐蚀

利用浸泡实验与电化学实验研究了低合金耐候钢CortenA和碳钢Q235在90℃地下水模拟溶液中的缝隙腐蚀行为.采用SEM,EDS和Raman光谱分析了缝内腐蚀产物膜的形貌和成分.结果表明,2种钢均发生了缝隙腐蚀,且随着腐蚀时间的延长缝隙腐蚀越严重;CortenA的缝隙腐蚀比Q235严重;在中性或偏酸性的溶液中,耐候钢的耐腐蚀性能优于碳钢,而在pH值为1的溶液中,耐蚀性则相反;合金元素Cr,Cu和Si对CortenA在溶液中的耐缝隙腐蚀性能不利.