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.     

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。     

Cr-Ni-Cu系低合金铸钢在海洋大气环境中的腐蚀行为

为满足桥梁支座用铸钢在海洋大气环境下的耐蚀性要求,设计了2种成分的Cr-Ni-Cu系耐腐蚀低合金铸钢。采用周浸加速腐蚀试验、实地大气暴露试验考察试验钢在海洋大气环境中的腐蚀行为,并结合扫描电镜、XRD、电化学手段分析了合金元素对锈层和电化学行为的影响。结果表明,2种成分的Cr-Ni-Cu系低合金铸钢的耐蚀性均较好,随着时间延长,耐蚀铸钢腐蚀率下降并达到稳定,而对比钢种20MnSi腐蚀率保持下降趋势,未达到稳定状态。周浸腐蚀316h后耐蚀铸钢与20MnSi腐蚀率差距变小;Cr元素在内锈层中呈条带状富集,有效阻碍了Cl-的扩散,Ni的加入提高钢的自腐蚀电位,促进γ-FeOOH向α-FeOOH的转化,增加锈层稳定性;Cr、Ni、Cu的复合加入增大了铸钢的电荷传递电阻,提高了耐蚀性。     

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。     

耐候桥梁钢在模拟酸性大气环境中的腐蚀行为

通过干湿交替循环腐蚀实验,研究了河北某钢厂生产的耐候桥梁钢Q420qNH和传统低碳合金钢Q345B在模拟酸性大气环境中的腐蚀行为,并分析其腐蚀行为过程中的腐蚀增重、腐蚀锈层形貌、锈层成分变化及电化学腐蚀等参数。结果表明:添加少量合金元素Cu、Cr、Ni、Mo能明显增强桥梁钢Q420qNH钢的耐蚀性,同时随着腐蚀周期的增加逐渐形成锈层,锈层对钢的腐蚀过程有一定的抑制作用。带锈试样的电化学极化曲线分析结果表明,Q420qNH钢耐酸性大气腐蚀的能力优于普通钢Q345B。     

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。     

三元硼化物金属陶瓷覆层材料耐腐蚀性能研究

以Mo粉、FeB合金粉和Fe粉为基本原料，分别加入Cr、Ni、C或同时加入Cr、Ni、C合金元素成分，采用原位反应真空液相烧结工艺，在Q235钢基体上制备三元硼化物金属陶瓷覆层材料。研究了合金组分对覆层材料耐腐蚀性的影响。结果表明，三元硼化物金属陶瓷覆层材料的覆层具有远比钢基体优越的耐蚀性，C组分的单独加入降低了覆层的耐蚀性，Cr、Ni组分的加入显著提高了覆层的耐蚀性，同时加入Cr、Ni、C作为合金组分使覆层具有最佳的耐蚀性。     

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。     

耐低温稀盐酸用钢10MoSbCu钢的研制

研究了若干合金元素对碳钢在盐酸介质中的耐蚀性能的影响,发现Mo,Sb,Cu等合金元素是有益的。以适量Mo,Sb,Cu为合金元素的10MoSbCu声频炉或电炉钢,机械性能与20号碳钢相近,而耐盐酸腐蚀性能与20号碳钢、1 Cr18Ni9Ti钢相比,则显著提高。在5～30％HCl浓度,不同温度下,可提高数倍至十几倍。在室温20℃以下,浓度为2～10％时,10MoSbCu钢年腐蚀率≤0.5mm/a。极化曲线测定表明,耐蚀性的提高在于阳极和阴极反应都强烈地受到阻碍,从而使腐蚀电流大大降低。     

低合金耐候钢在含氯离子环境中的腐蚀行为

利用干湿周浸加速腐蚀实验对比研究了低合金钢A588和SPA-H在含氯离子环境下腐蚀行为,并利用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射和电子探针等方法分析了Ni、Mn对于低合金钢腐蚀行为的影响.结果表明:实验钢锈层中的物质主要由α-FeOOH、γ-FeOOH和Fe₃O₄组成,但其含量存在差异;Ni元素在内锈层含量高于外锈层,Mn元素在锈层的孔洞处富集;内锈层的致密程度高于外锈层;提高合金元素Mn和Ni的含量,可以提高内锈层的致密性,从而提高低合金钢的耐蚀性能.     

油轮舱CO2-O2-H2S-SO2湿气环境中低合金钢的腐蚀行为

利用自制的油轮舱CO₂-O₂-H₂S-SO₂湿气环境腐蚀模拟装置,对Ni和Cu含量不同的三种低合金钢进行了油轮舱湿气腐蚀模拟实验,比较和分析了三种不同成分的低合金钢在模拟原油舱湿气环境中的腐蚀速率、腐蚀形态和腐蚀产物,探讨了油轮舱CO₂-O₂-H₂S-SO₂湿气环境中钢的腐蚀机理.结果表明:三种不同成分低合金钢的腐蚀形态均为全面腐蚀,伴随着腐蚀产物的形成和脱离,钢的腐蚀速率随实验时间的延长出现了波动变化;钢中Ni和Cu元素可明显提高钢的耐油轮舱湿气腐蚀性能;在油轮舱湿气环境下,同时存在四种腐蚀性气体CO₂-O₂-H₂S-SO₂的析氢和吸氧腐蚀,同时也存在钢表面薄液膜中H₂S被O₂氧化形成的元素S引起的湿S腐蚀;CO₂-O₂-H₂S-SO₂湿气腐蚀减薄量DL_t与时间t之间较好地满足指数关系DL_t=At^B,并得到合金元素含量不同的三种钢的系数A和指数B的数值.     

NaCl+HCl溶液中Ce对双相不锈钢腐蚀行为的影响

为了研究酸性NaCl溶液中双相不锈钢的耐腐蚀性能,以含微量稀土Ce的UNS S31803双相不锈钢为研究对象,采用电化学阳极极化和交流阻抗相结合的方法测试其在NaCl+HCl混合溶液中的耐腐蚀性能。利用扫描电镜(SEM)观测腐蚀后的形貌特征,采用电子探针(EPMA)检测合金元素与杂质元素的分布特征,分析Ce元素的加入对双相不锈钢电化学腐蚀行为的影响机制。结果表明,钢中存在两相的选择性腐蚀并伴有局部点蚀,其中铁素体相是腐蚀较严重的相;阳极极化测试与交流阻抗测试结果相吻合,Ce拓宽了试验钢的钝化区间;Ce通过净化钢液、降低S和P元素在相界的偏聚及使Cr、Ni和Mo等合金元素在两相中的分布更均匀等作用,提高了钢的耐腐蚀性能。     

硫酸介质中铸造奥氏体不锈钢的腐蚀磨损行为

研究了几种铸造奥氏体不锈钢在含有Ｃｌ－的硫酸介质中的点蚀规律,测定了腐蚀磨损率、摩擦因数和表面钝化膜破坏后的修复时间。实验结果表明,高铬、镍、铜不锈钢有较高的耐蚀性,但其腐蚀磨损失重却高于一般的１８－８型不锈钢     

碳含量和组织类型对低合金钢耐蚀性的影响

研究了不同碳含量和显微组织的低合金钢的耐腐蚀性能和腐蚀行为,并与商业耐候钢09CuPCrNi进行了相应的比较.通过金相显微镜、扫描电镜观察,轧后水冷钢的主体组织为板条状贝氏体,轧后空冷钢为针状铁素体、粒状贝氏体、M/A小岛和少量渗碳体(珠光体)的混合物.用干湿循环加速腐蚀实验对耐蚀性测定结果表明:低碳钢(0.03%C)和轧后水冷的较高碳含量钢(0.1%C)的耐蚀性均明显优于09CuPCrNi;低碳含量钢的组织类型对其耐蚀性影响不大;较高碳含量情况下,单相贝氏体钢的耐蚀性优于由铁素体、渗碳体(珠光体)等构成的复相组织钢;轧后水冷时,不同碳含量的钢耐蚀性差别不大;轧后空冷时,低碳含量钢的耐蚀性优于较高碳含量钢.用扫描电镜对锈层进行观察,可以看出耐蚀性较好的样品在腐蚀后期形成了致密的内锈层.     

Effects of Cu on Corrosion Resistance of Low Alloyed Steels in Acid Chloride Media

The corrosion resistance of two kinds of low alloyed steels was studied according to the test procedures for qualification of corrosion resistant steel for cargo oil tanks issued by International Maritime Organization.The results indicated that the addition of Cu improved the corrosion resistance of the NS-D36 steel to more than three times that of the conventional D36 steel in the strong acid solution containing chloride(10% NaCl,pH=0.85).The anodic polarization behavior of the copper-bearing steel was studied by polarization curves and electrochemical impedance spectroscopy(EIS),and alloying element Cu showed beneficial effects including an active potential range,low current density and high transfer resistance of electric charge.The rust layer was analyzed by scanning electron microscopy(SEM)and Auger electron spectroscopy(AES),and the results pointed out that the mechanism of copper′s beneficial effects was based on the suppression of anodic dissolution by metallic copper re-deposition on the steel surface immersed in the strong acid chloride media.     

Development of single-phased copper alloy for seawater applications: As a cost-effective substitute for Cu-10Ni alloy

Cu-10Ni alloy is a standard material for seawater application. Under Indian scenario, where half of copper and whole of Ni (and Cu-Ni) requirement is met by imports, search for a cheaper substitute is obvious. An attempt has been made to develop a single-phased copper alloy containing 10 wt% Ni, 29 wt% Zn, up to 5 wt% Mn and 1 wt% Fe as a substitute to Cu-10wt% Ni-1wt% Fe alloy. Studies on Corrosion resistance of test alloys were carried out in synthetic seawater (ASTM D 114-75) by electro-chemical methods (cathodic and anodic polarization). Corrosion product film formed on alloy containing 5wt% Mn was characterized by SEM and XRD. A film of Cu₂O was found to form on the surface of the alloy, which accords corrosion protection. The test alloys containing 29 wt% Zn and 3 or 5 wt% Mn have exhibited better corrosion resistance in synthetic seawater than Cu-10Ni alloy. The role of Mn and Zn addition has been discussed.     

Titanium Containing High Strength Sulfuric Acid Corrosion Resistant Steel

Ti containing low alloy steel free of Sb is found to have higher strength than and equivalent sulfuric acid corrosion (SAC) resistance to traditional SAC resistant steels in Cu? Cr? Sb system. SAC resistance of the Ti containing steel was investigated with potentiodynamic polarization, linear polarization resistance, electrochemical impedance spectroscopy, and weight loss measurements in a solution of 20 wt% H₂SO₄ at 20°C. All measurements confirm that Ti addition is suitable for designing high strength SAC resistant steels.