Q235钢热浸渗铝层的组织结构和耐高温腐蚀性能

分析了Q235钢渗铝层的显微组织,并对其耐高温氧化和热腐蚀性能进行了研究。能谱分析（EDS）结果表明,热浸渗铝层由表层纯铝层和内层η相（Fe2Al5)组成,经扩散退火后,渗层组织由表及里依次出现η相（Fe2Al5)、ζ相（FeAl2)、β2相（FeAl)、β1相（Fe3Al)和固溶体α相。高温氧化和热腐蚀试验结果表明,渗铝Q235钢的耐高温氧化性能和1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢相当,而耐热腐蚀性能明显优于后者。     

Q235钢稀土催渗氮化的电化学行为研究

通过电化学方法测试了不同电解液中CL-璃子浓度、温度以及pH值对稀土催渗Q235钢渗层的极化曲线的影响,分析了这3种因素对稀土催渗O235钢渗氮层腐蚀性能的影响规律.结果表明,在中性、碱性溶液中,在室温下和一定Cl-离子浓度下渗氮层具有良好的耐蚀性能,从而说明了稀土催渗渗氮层比常规渗氮层具有更优越耐腐蚀能力的基本原因.此外,分别对Q235钢稀土催渗渗氮层和常规渗氮层的组织结构进行了金相观测,表明稀土催渗渗氮层生成厚约28μm的晶粒细小,组织致密的白亮层,从而具有良好的耐蚀性和更高的硬度.     

Q235钢在不同Cl-浓度滨海滩涂土壤中的电化学腐蚀行为

过去对金属材料在滨海滩涂土壤中腐蚀行为的研究报道较少.配制了4种Cl-浓度的滨海滩涂土壤模拟溶液,应用极化曲线和电化学交流阻抗(EIS)测试技术,结合腐蚀形貌观察研究了Q235钢在其中的电化学腐蚀行为.结果表明:Q235钢在滨海滩涂土壤模拟液中处于活化溶解状态,没有明显的钝化行为;在20～80 g/LCl-浓度范围内,Q235钢的腐蚀速率随土壤模拟液中Cl-浓度的增加而减小.     

回归分析土壤化学成分对Q235钢腐蚀的影响

根据Q235钢在海南地区第2年的土壤腐蚀试验结果,以及对各试验站土壤化学成分的分析,采用逐步回归的统计分析方法,讨论土壤化学成分与Q235钢腐蚀失重的相关关系。结果表明,土壤中的Ca~(2+)和全氮量与Q235钢的腐蚀失重有较好的相关性,是Q235钢腐蚀的主要影响因素。     

不同电化学抛光工艺条件下Q235A表面镍镀层的性能

钢件镀镍前的电化学抛光工艺对镀层性能有较大影响。以低碳钢Q235A为基材,研究电化学抛光工艺参数对镍镀层性能的影响规律,探讨了在低碳钢表面制备性能优良的镀镍层的较优工艺。首先选择4组、每组2件样品,研究电化学抛光中有、无磁性搅拌对镍镀层的影响。在此工作基础上,采用正交试验,选择16件样品研究磁性搅拌下抛光工艺参数对镀层的影响。用数显外径千分尺测试镀层厚度、表面轮廓测量仪2302A测量表面粗糙度值Ra、纳米压痕仪Nano Indenter XP测试镍镀层的弹性模量及硬度。结果显示:电化学抛光时加磁性搅拌可以使镀层表面光滑、镀层增厚;电化学抛光电流密度对镀层表面粗糙度影响较小,但对镀层厚度、弹性模量及硬度的影响很大;而电化学抛光温度、抛光时间对镀层表面粗糙度、镀层厚度的影响与抛光电流密度有关。在其他条件相同的情况下,选择抛光时间15 min、电流密度30 A/dm2,抛光温度为65℃时得到的镍镀层弹性模量、硬度可以达到最大值。     

乙烯基硅烷处理的Q235钢在3．5％NaCl中腐蚀性的阻抗谱分析

从阻抗谱方面研究Q235钢硅烷处理的防腐蚀效果和成膜机理的报道较少。以不同浓度（1％～7％）、不同pH值（3～5）的乙烯基三乙氧基硅烷（VTES）水解液对Q235钢进行处理,利用电化学阻抗谱（EIS）分析了硅烷膜对3．5％NaCl溶液中Q235钢的防护效果及机理,并用红外光谱与扫描电镜（SEM）分析了Q235钢表面VTES膜的分子结构及其在盐水中浸泡腐蚀后的形貌。结果表明：VTES膜能明显改善Q235钢的耐蚀性能;经5％硅烷,pH=4的水解液处理形成的VTES膜在3．5％NaCl溶液中的电荷转移电阻及膜孔电阻最大,耐蚀效果最好,在3．5％NaCl溶液中浸泡5d后仍未发生腐蚀;Q235钢表面形成的硅烷膜既存在金属表面与硅醇单体的缩合,也有硅醇单体的缩合,还有未发生交联的Si-OH基团。     

Q235钢表面电弧喷涂铝涂层的断裂机理研究

对涂层结构断裂机理的研究是保证高厚度热喷涂涂层安全和稳定的关键。在Q235钢表面高速电弧喷涂不同厚度的铝涂层。对涂层试样进行三点弯曲试验,考察了涂层在受拉、受压及同时受拉力和压力情况下的力学性能,通过扫描电镜观察试样的断裂行为,并通过梁弯曲理论单面、双面涂层2种方法计算了涂层的弹性模量。结果表明:当涂层厚度小于800μm时,涂层/基体结构弯曲强度好于基材;随着弯曲应变的增加,裂纹开始出现在涂层表面并逐渐沿着涂层厚度方向进行扩展,到达涂层内部靠近界面的位置,裂纹沿着试样长度方向向两侧不断扩展,最终涂层脱落;梁弯曲法单、双面法计算得到的涂层弹性模量相近,但与基材相差较大,这主要受涂层自身结构影响。     

碘酸钾对Q235钢Ni-P化学镀层的影响

目前,有关无机物对化学镀沉积速度和镀层性能的影响鲜见报道.为此,在Ni-P化学镀液中加入碘酸钾(KIO_3),研究了其对Q235钢表面Ni-P化学镀层沉积速度和表面质量的影响.采用金相显微镜观察了镀层的表面和截面形貌,并考察了镀层的显微硬度和耐蚀性.结果表明:KIO_3提高了Ni-P合金层在Q235钢表面的沉积速度,当KIO_3含量为20 mg/L时,沉积速度达到最大;KIO_3使组成Ni-P镀层的胞状物变得更加细小,表面更加平整、致密,同时使Ni-P镀层的表面硬度略有提高,进一步改善了镀层在3.5%NaCl溶液中的耐蚀性.     

大连饱和水土壤中Q235B钢和L245钢的腐蚀行为

对管线钢L245土壤腐蚀的研究目前未见报道.采用失重和电化学阻抗谱测试方法,研究了大连市2种在役燃气管线钢Q235B和L245在饱和水土壤中的腐蚀特性,比较了两者的腐蚀行为.结果表明:Q235B钢的腐蚀电位比L245钢高20mV左右;腐蚀初期两者的阻抗谱均由高频小容抗、中频大容抗和低频小感抗组成,腐蚀后期低频小感抗退化直至消失;随着时间的推移,Q235B钢的腐蚀速率先增大后缓慢减小,L245钢的腐蚀速率先缓慢减小后急剧减小;同等条件下L245钢的耐蚀性要优于Q235B钢.     

交流杂散电流对埋地Q235钢腐蚀行为的影响

土壤腐蚀中的交流杂散电流对管线钢腐蚀严重,为了弄清其影响规律,在室内模拟埋地Q235管线钢所处环境及受交流杂散电流腐蚀状况,通过调节交流电压改变交流信号的强度,利用失重试验和电化学技术研究了交流杂散电流强度对Q235钢腐蚀行为的影响。结果表明:Q235钢在土壤中的腐蚀同时存在交流杂散电流腐蚀和电化学腐蚀,其中交流杂散电流腐蚀可加剧电化学腐蚀过程;随着杂散电流强度的增大,腐蚀程度大大增加;在交流杂散电流存在的情况下,随着所施加交流电压的增大,Q235钢腐蚀电位负移,腐蚀电流密度增大,塔菲尔斜率r(βa/βc)相应减小,易发生阳极反应;随着埋地时间的增加,Q235钢在土壤中的腐蚀速率先增大后减小,逐渐趋于稳定。     

Q235钢在含硫污水中的腐蚀行为研究

为了评价含硫污水的腐蚀性,采用失重法、腐蚀形貌分析、XRD物相结构分析等手段,研究了Q235钢在60℃石化含硫污水介质中不同暴露方式(大气区、全浸区)及不同浸泡时间的腐蚀行为;采用电化学测试技术研究了含硫污水介质中温度对Q235钢电化学腐蚀行为的影响。结果表明:Q235钢在污水介质中腐蚀严重,在大气区的腐蚀性比全浸区的大,大气区最大腐蚀速率达258.0μm/a,全浸区最大腐蚀速率为94.6μm/a,并且随着时间的延长,Q235钢在大气区和全浸区的腐蚀速率均有所降低,表明Q235钢表面的腐蚀产物膜对其腐蚀起到了一定的抑制作用;Q235钢在全浸区的腐蚀产物主要是FeS,在大气区的腐蚀产物主要是FeOOH、FeS、Fe_2O_3和Fe_3O_4;随着含硫污水介质温度的升高,腐蚀电流密度明显增加,低频阻抗值明显降低,污水介质的腐蚀性增强,加快了Q235钢的腐蚀。     

Si、Sn、Mg对Q235钢在铝浴中腐蚀行为的影响

为降低钢在铝液中的腐蚀,通过对比纯铝、Al-Si、Al-Sn、Al-Mg铝合金熔体静态腐蚀作用下Q235钢/熔体界面的结构、形貌和腐蚀速率,研究了Si、Sn、Mg元素对Q235在铝合金熔体中静态腐蚀的影响。结果表明:Q235在不同铝合金熔体中均发生腐蚀,表面均形成Fe_2Al_5金属间化合物层,在铝液中添加Si可以使形成的Fe_2Al_5层由舌状转变为平板状,减小Fe_2Al_5层厚度,并显著减缓腐蚀速率;添加Sn和Mg不改变Fe_2Al_5层的形态和厚度,减缓腐蚀速率效果不如Si显著;Si、Sn、Mg不改变Fe_2Al_5择优生长的特点;Si降低腐蚀速率的机制是阻塞Fe_2Al_5空位孔道抑制原子扩散;Sn、Mg降低腐蚀速率的机制是占位阻隔减缓扩散速率。     

Q235钢在武汉土壤中的腐蚀行为研究

为了评价武汉土壤对Q235钢的腐蚀性,通过对湖北武汉地区典型土壤进行取样,成分分析,采用实际土壤埋片试验和控制温度、湿度的加速腐蚀试验,应用超景深显微镜、聚焦离子束扫面电镜(FIB-SEM),电化学工作站等设备研究了Q235钢在武汉土壤中的腐蚀行为。试验结果表明：武汉土壤环境为“轻”腐蚀等级,Q235钢发生了由非均匀腐蚀向全面腐蚀的转变,表面出现了点蚀和剥落,且其程度随时间的延长而增大,其腐蚀速率随时间的延长而降低并趋于稳定。随着腐蚀的进行,Q235钢的自腐蚀电位上升,自腐蚀电流密度降低。综上,Q235钢在武汉土壤环境中抗腐蚀性能尚可,适合作为结构材料大量使用。     

用电化学噪声技术研究Q235钢在含氯盐模拟混凝土孔隙液中的腐蚀行为

采用电化学噪声技术(EN)和电化学阻抗谱(EIS)研究了Q235钢在0.5 mol/L NaCl的饱和Ca(OH)₂溶液(SCP)中的腐蚀过程,并对噪声数据进行时域分析与频域分析,对阻抗谱数据进行等效电路分析。采用SEM结合EDS和XRD研究了Q235钢的表面形貌和结构组成。结果表明,Q235钢在SCP溶液中的腐蚀过程可分为钝化膜的形成与破裂阶段(Ⅰ)、亚稳态点蚀阶段(Ⅱ)和Ca²⁺沉积和腐蚀产物形成阶段(Ⅲ)。在(Ⅰ)阶段,电流噪声的波动幅值较小,电流噪声标准偏差S_I、白噪声水平W_I较小、噪声电阻R_n较大;在(Ⅱ)阶段,电流噪声波动幅值较大,S_I、W_I呈现阶跃式增长,R_n显著降低;在(Ⅲ)阶段,电流噪声波动幅值增大到200 nA,S_I、W_I、R_n平稳波动。Q235钢在SCP溶液中腐蚀10 d后在其表面出现Fe₂O₃和弥散分布的CaCO₃晶体,此时阻抗谱中出现类Warburg阻抗,腐蚀反应受电荷转移和O₂扩散的联合控制。     

Q235钢在模拟海水溶液中的缝隙腐蚀行为

目前,丝束电极测量多侧重定性分析,鲜见对不同腐蚀阶段缝隙内Cl~-和H~+浓度分布的定量研究。采用丝束电极(WBE)联合交流阻抗谱(EIS)方法研究了Q235钢的缝隙腐蚀行为,并配合离子选择性电极传感器(ISE)对缝隙腐蚀不同阶段中的Cl~-浓度和H~+浓度变化进行定量分析。结果表明:在模拟海水环境(3.5%NaCl,pH值6.8~7.0,25℃)15 d缝隙腐蚀试验中,Q235钢的缝隙腐蚀行为在诱发期、扩大期及稳定发展期的H~+浓度与Cl-浓度表现出不同的分布规律,发现了Cl~-向缝内迁移与富集现象,量化了缝隙内离子变化的全过程。     

包埋渗铝法制备Fe-Al渗层及其扩散机制

包埋渗铝法可在钢基体表面制备出一层致密、坚固、连续的Fe-Al渗层,以改善基体性能。本文在不同温度和不同时间下对Q235低碳钢进行包埋渗铝,形成Fe-Al渗层,采用X射线衍射、扫描电镜及能谱分析等方法研究了渗铝层的物相结构、表面及截面形貌和成分,采用显微硬度仪测量了截面硬度。结果表明,不同渗铝温度下获得的渗铝层,主要含有Fe₂Al₅和FeAl₃两相,且750℃得到的渗层存在较多Fe₂Al₅相;随着渗铝温度升高,Fe-Al渗层厚度增加,Al原子扩散系数增大,但显微硬度降低;不同渗铝时间下制备的渗铝层,物相仍以Fe₂Al₅和FeAl₃为主,但随着渗铝时间延长,FeAl₃含量减少,且Al原子扩散系数变大,渗层显微硬度略有降低。在进一步分析Fe-Al渗层形成的热力学与动力学基础上,总结了渗铝层形成的扩散机制。     

Q235钢的污染海洋大气环境腐蚀寿命预测模型

采用周浸加速实验模拟Q235钢在我国青岛、万宁两种污染海洋大气环境的腐蚀行为,用失重法、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等方法分析Q235钢在室内模拟大气环境的腐蚀形貌、腐蚀产物、腐蚀动力学。研究室内加速实验与室外暴晒实验的相关性。结果表明:周浸加速实验后Q235钢与实际污染海洋大气环境暴晒实验结果相关性较好。结合灰色关联法建立Q235钢在两种污染海洋大气环境下的腐蚀寿命预测模型:T_(QD)=137.002t~(1.093),T_(WN)=102.398t~(0.952)。     

海洋硫酸盐还原菌对Q235钢腐蚀行为的影响

采用失重法、开路电位、电化学阻抗谱(EIS)、极化曲线等方法,通过在海洋环境中浸泡不同时间对比分析有无硫酸盐还原菌(SRB)条件下Q235钢的腐蚀电化学特征,研究SRB对Q235钢的腐蚀行为的影响。结果表明,在含SRB的海水中,随着浸泡时间延长,Q235钢的腐蚀电流密度先从7.49mA·cm~(-2)增加至9.77mA·cm~(-2),然后逐渐减小至5.01mA·cm~(-2),最终增加至12.6mA·cm~(-2),且始终小于相同时间下无SRB海水中的腐蚀电流密度,表明SRB的存在抑制了Q235的腐蚀。在含SRB的海水中,Q235钢的腐蚀行为主要由Cl~-和生物膜共同影响。在SRB稳定生长阶段,腐蚀以生物膜抑制为主;在SRB指数生长阶段和衰亡阶段,生物膜抑制作用较弱,以Cl~-促进金属腐蚀为主。