09CuPCrNi耐候钢干湿交替加速腐蚀的锈层结构与形成机理

对09CuPCrNi耐候钢干湿交替加速腐蚀后的锈层进行观察与分析,探讨了锈层的形成机理。结果表明,09CuPCrNi钢干湿交替加速腐蚀的锈层包括紧贴基体的致密内锈层和疏松的外锈层两部分。随着腐蚀周期的增加,内锈层增厚,而且更为致密。通过对比锈层中各物相的含量分析,发现γ-Fe2O3在内锈层中的含量高于外锈层,这是内锈层比外锈层更加致密的原因。同时,内锈层中Cu、P、Cr等元素明显富集,可使其更容易形成相对稳定的γ-Fe2O3相。     

耐候钢表面稳定锈层形成机理的研究

研究了耐候钢在青岛近海大气中曝晒3a的腐蚀行为, 观察测定了锈层与基体的界面形貌、相组成及锈层中合金元素的分布.结果表明,腐蚀3a的 耐候钢表面锈层有明显的分层现象;内锈层组织致密,主要有各向同性的α-FeOOH构成,在 偏光下检测消光;外锈层有γ—FeOOH和Fe2O3构成,在偏光下检测炫光;在内锈层中有 合金元素的富集.     

一种耐候钢耐蚀性能的分析

对耐候钢和Q235B开展了周期浸润腐蚀试验,并对试样进行了检测分析。金相、扫描电镜(SEM)检测结果显示耐候钢的锈层较薄,与基体结合紧密。X射线衍射分析结果表明,耐候钢锈层中主要是α-FeOOH,这是耐大气腐蚀性能更好的主要原因。EPMA成分扫描分析显示,对耐候性有益的元素Cu、Cr、P、Si在锈层中富集,促进了结构较致密的α-FeOOH的生成,成为保护层;同时,提高了锈层和基体的结合和粘附性,防止在长时间的腐蚀中锈层剥落,提高了耐大气腐蚀性。     

热轧态Cr、Ni微合金化高强度耐候钢组织与耐蚀性能

采用电化学测试、浸泡实验及SEM、XRD等方法研究了热轧态Cr、Ni微合金化高强度耐候钢组织及耐蚀性能。结果表明:热轧态高强度耐候钢试样组织均由珠光体和铁素体组成,Cr在两相中均匀分布,Ni在铁素体相中含量更多。Cr、Ni含量较高的Q700H耐候钢在3.5%(质量分数)NaCl溶液中具有较低的年腐蚀速率。浸泡60 d后,两种钢自腐蚀电流密度增加,但Q700H钢具有较高的电荷转移电阻和较小的自腐蚀电流密度。浸泡150 d后,Q700H钢表面的点蚀坑较Q500H钢表面的更细小。Cr、Ni含量的增加促进了锈层中致密α-FeOOH的生成;Cr、Ni在锈层中发生富集,Cr集中在内锈层,Ni富集于基体和锈层界面处,且随Cr、Ni含量增加,富集越明显。     

Q690qE桥梁钢在模拟滨海工业环境中的腐蚀行为研究

采用周期浸润腐蚀实验方法,结合锈层形貌与成分分析、基体腐蚀形貌观察以及腐蚀速率分析,研究了Q690qE高强耐候桥梁钢在模拟滨海工业环境中的腐蚀行为与规律。结果表明,Q690qE钢在模拟滨海工业环境中易形成致密锈层,具有一定保护作用,但锈层中没有Ni、Cr等合金元素的富集,且锈层底部存在Cl^-的富集和FeSO₄的沉积,导致Q690qE钢存在较高的腐蚀速率,且基体表面出现明显的点蚀坑,通过幂指数拟合显示腐蚀深度与腐蚀时间呈现D=0.019·t^0.7的幂函数关系。     

水陆装甲车车体锈层分析

采用x射线衍射、SEM和EPMA等方法对服役20年～30年 水陆装甲车车体锈层进行了研究，研究表明：锈层中含有Cl-，锈层主要由α-FeOOH、β-FeOOH、γ-FeOOH、γ-Fe2O3、Fe3O4以及α-Fe等相组成，同时还残留有极少量的绿锈GR*(I).结合水陆装甲车的使用环境(海水、淡水，干湿交替)，对锈层各相的成因进行了分析.内锈层致密，大蚀坑下有小蚀坑，锈层中包含有呈小岛状弥散分布的Fe基体，均匀腐蚀与局部点蚀共同造成了材料的腐蚀破坏.     

高镍钢和传统耐候钢在马尔代夫严酷海洋大气环境中的腐蚀行为研究

通过室外暴晒实验,对比研究了高镍钢和耐候钢在马尔代夫严酷海洋大气环境中的腐蚀行为。利用扫描电子显微镜、激光共聚焦显微镜和X射线衍射技术等分析了两种材料的表面腐蚀产物相组成和基体腐蚀形貌,并结合电化学阻抗谱测试对比了两种钢材腐蚀产物膜的耐蚀性能。结果表明,在严酷海洋大气环境中,传统耐候钢和高镍钢表面均出现较为致密的锈层,且锈层主要由Fe_3O_4,α-FeOOH,γ-FeOOH和β-FeOOH结晶相组成。然而,由于添加了Ni,高镍钢表面锈层更加致密,对Cl-抵抗作用更强,且锈层保护性指数α/γ更高,因此能够对基体提供更好的防护效果。电化学阻抗谱测量结果也表明,高镍钢表面腐蚀产物膜电阻值更大,具有更好的保护作用,从而降低了高镍钢在严酷海洋大气环境中的腐蚀速率。     

低合金高强度钢的耐模拟工业大气腐蚀行为研究

选择Q345E和Cr-Ni-Cu两种典型的低合金高强度钢,在0.052%(质量分数) NaHSO_3水溶液中进行极化实验和间浸挂片实验,比较了两种钢的腐蚀速率,评价了两种钢的耐蚀性。利用SEM和XRD分析两种钢的腐蚀形貌,锈层结构及其相组成。结果表明,Q345E和Cr-Ni-Cu钢的腐蚀电位分别为-730和-705 mV;两种钢的腐蚀锈层物相均含有γ-FeO(OH)和少量的α-Fe,随腐蚀时间延长,存在少量α-FeO(OH)和Fe_3O_4。Cr-Ni-Cu钢相比Q345E钢,其腐蚀速率较低,Cr,Ni和Cu等元素的存在提高了其耐蚀性能;Cr-Ni-Cu钢的表面锈层比Q345E钢更加致密,锈层微裂纹更少。     

Sb和Sn微合金化对低合金钢在模拟污染海洋大气中腐蚀行为的影响

目的:探究Sn与Sb在模拟污染海洋大气环境中对低合金钢耐蚀性的影响,为我国高性能低合金钢的设计、发展与投入使用积累腐蚀数据.方法 通过微合金设计和真空冶炼制备了Sn和Sb微合金化的低合金钢,并利用周浸加速实验研究了低合金钢在模拟污染海洋大气环境中的腐蚀行为.结果 5种低合金钢都是贝氏体相,Sn与Sb以固溶态的形式分布在低合金钢中.添加Sn和Sb可以减缓低合金钢在模拟污染海洋大气中的腐蚀速率,含Sn钢在腐蚀前期的蚀坑较大,扩展较快,后期发展速度变缓.添加Sn可以使锈层中生成稳定的SnO2,促进锈层中γ-FeOOH转化为α-FeOOH,提升锈层致密性.含Sb钢的蚀坑发展速度始终慢于未添加Sn和Sb的低合金钢,Sb可以使锈层中生成稳定的产物Sb2O3,促进锈层中γ-FeOOH转化为Fe3O4,提升锈层稳定性.结论 添加Sn与Sb对低合金钢的微观组织结构没有影响.添加Sn与Sb可以通过改善锈层相组成的方式,提升锈层的稳定性与致密性,防止腐蚀性离子进入钢基体表面,进而提升低合金钢在模拟污染海洋大气环境中的耐蚀性.     

耐候锈层的耐腐蚀机理研究

通过模拟工业大气环境的周期浸润实验室加速试验,研究耐候钢和碳钢的锈层腐蚀初期生长规律以及耐候钢锈层的耐腐蚀机理;对试验钢样进行了腐蚀失重分析,通过扫描电镜、X射线衍射等手段对锈层形貌和结构进行分析.结果发现,腐蚀初期耐候钢的锈层组织成分主要以α-FeOOH为主;碳钢的锈层组织成分主要以Fe2O3为主.α-FeOOH晶体枝晶尺寸纤细,锈层致密具有保护性;Fe2O3枝晶粗大,锈层疏松和多孔不具有保护性.     

Q235和09CuPCrNi-A钢在两种不同大气环境中腐蚀早期锈层演化研究

通过SEM、电化学方法以及XRD半定量分析方法,对在城市大气(武汉站)和工业大气(石化站)中曝晒早期的Q235碳钢和耐候钢锈层初期演化机制进行研究。与Q235碳钢相比,耐候钢在条件恶劣石化环境中更快体现耐候性,而在武汉站暴晒初期耐候钢腐蚀速率较Q235碳钢快。在含S高的石化环境,对于α-Fe OOH形成有一定催化作用。另外发现锈层初期的氧化还原反应分为两个阶段。第一个阶段锈层还原产物的氧化较快,而第二个阶段,还原产物Fe3O4积累,氧化过程受阻,并且锈层整体电化学活性有所升高。     

建筑用耐候钢在含Cl-环境中的腐蚀行为研究

研究了桥梁建筑用耐候钢在含Cl-环境下表面锈层的腐蚀行为。结果表明,耐候钢组织由粒状贝氏体、针状铁素体以及准多边形铁素体组成。材料中的微量合金元素Mn可以降低腐蚀后期晶粒尺寸,促进α-FeOOH和γ-FeOOH相形成,提高材料表面锈层致密度。而Cu主要富集在锈层孔洞和缝隙处,能够改善表面锈层质量,提高耐候钢的抗腐蚀性。     

建筑用耐候钢在含Cl-环境中的腐蚀行为研究

研究了桥梁建筑用耐候钢在含Cl-环境下表面锈层的腐蚀行为。结果表明,耐候钢组织由粒状贝氏体、针状铁素体以及准多边形铁素体组成。材料中的微量合金元素Mn可以降低腐蚀后期晶粒尺寸,促进α-FeOOH和γ-FeOOH相形成,提高材料表面锈层致密度。而Cu主要富集在锈层孔洞和缝隙处,能够改善表面锈层质量,提高耐候钢的抗腐蚀性。     

表面涂层改性技术在提高耐候钢抗海洋性大气腐蚀中的应用

表面涂层改性处理的耐候钢挂片在2年的海洋性大气环境下暴晒,其腐蚀率是原耐候钢挂片腐蚀率的1／6。采用偏光、红外吸收、X射线衍射及EPAM对挂片锈层结构和组成进行了分析,发现碳钢、耐候钢表面锈层主要由γ-FeOOH、α-FeOOH及Fe3O4组成。α-FeOOH趋向在钢铁表面分布。改性涂层处理可以加速耐候钢表面生成保护性致密锈层,该锈层中富集有大量Cr,而碳钢挂片、裸露耐候钢挂片、涂层耐候钢挂片表面疏松锈层中没有Cr的富集。     

耐候钢新型表面锈层稳定剂处理及其耐3.5％NaCl溶液周浸腐蚀性能

目的解决耐候钢裸露使用初期锈液流挂与飞散的问题。方法制备了新型耐候钢表面锈层稳定剂,通过周期浸润循环腐蚀试验、锈层微观分析和电化学测试等方法研究了在模拟海洋大气环境下,锈层稳定剂对耐候钢锈层结构及耐腐蚀性能的影响。结果表面锈层稳定化处理后,耐候钢表面生成的锈层区分为致密且连续的内锈层和外锈层。室内加速腐蚀168 h后,耐候钢的失重腐蚀速率由未处理的5.71 g/(m~2×h)降低到表面处理后的3.31 g/(m~2×h),失重腐蚀速率降低了约42%。耐候钢的锈层电阻由未处理的96?·cm~2提高到表面处理后的167.7?·cm~2,锈层电阻提高了约75%。表面处理后的耐候钢锈层中,Cr元素以α-(Fe_(1-x)Cr_x)OOH的形式存在于基体与锈层的界面处,Cr元素在内锈层与基体结合处发生聚集。结论新型锈层稳定剂可以明显改善耐候钢锈层结构,细化锈层晶粒,阻碍Cl~-的渗透,有助于耐候钢表面快速生成致密、连续且稳定的保护性锈层。     

Cr对Q420钢在高盐度大气环境下耐蚀性的影响

通过腐蚀失重比较了4种不同Cr含量的Q420钢在模拟的高盐度工业大气环境下的耐蚀性能,研究了Cr对Q420钢锈层结构与组成的影响及其作用机理。结果表明,含Cr钢的耐蚀性能优于Q420钢,且9%(质量分数)Cr钢的腐蚀速率最低,耐蚀性最好;Q420钢的腐蚀速率保持稳定,含Cr钢的腐蚀速率先增大后减小,这是因为含Cr钢的锈层随着腐蚀的进行会由初期的不稳定状态转变为稳定状态,耐蚀性得到增强;Cr促进了内锈层中稳定相α-FeOOH的生成,使锈层结构更加稳定、致密,对腐蚀性介质的传递过程起到了显著的阻碍作用。     

低合金耐候钢在含氯离子环境中的耐腐蚀性能

从钢基体和带锈层钢试样两方面研究了碳钢、Cor-Ten钢和贝氏体耐候钢在含氯离子环境中耐腐蚀性能.钢基体的极化曲线和电化学阻抗谱分析结果是贝氏体耐候钢具有最小腐蚀电流和最高极化电阻,表明细晶组织的贝氏体耐候钢基体耐蚀性能优于其它两种钢.X射线衍射分析结果是三种钢锈层的相组成是相近的,但带锈试样的电化学阻抗谱结果显示贝氏体耐候钢锈层的阻碍氯离子透过能力高于其它两种钢锈层.在整个加速腐蚀实验中贝氏体耐候钢失重始终最小,带锈层的贝氏体耐候钢的耐腐蚀性能也优于其它两种钢.     

耐候钢锈层的稳定化处理及锈层形成

针对裸耐候钢保护性锈层生成时间较长及环境污染等问题,提出了一种含有合金元素的锈层稳定化处理剂,并采用喷淋的方式对耐候钢表面进行预处理。通过干湿交替腐蚀实验(CCT),对比了裸钢试样和预处理试样在模拟工业大气环境下的腐蚀规律。采用增重法评价了试样的耐蚀性;采用XRD分析了试样表面锈层的物相组成;采用SEM、电化学阻抗法(EIS)和吸水-脱水实验对锈层的致密性进行了表征和分析。结果表明,预处理试样的耐蚀性能优于裸钢试样;耐候钢经该处理剂处理后不改变耐候钢表面的腐蚀产物类型,但能够促进腐蚀产物中α-FeOOH相的生成;且经处理后耐候钢表面锈层的裂纹、孔洞等缺陷减少,致密性提高。     

海洋大气暴露3年的碳钢与耐候钢表面锈层分析

通过对碳钢与耐候钢在海南，青岛两地挂片4年的大气腐蚀速率测定，对挂片表面锈层结构的观察，以及对锈层的组成和合金元素分布和分析，结果表明，在海洋大气环境下，耐候钢相对于碳钢未表现出明显的抗大气腐蚀性能，耐候钢表面锈层由比较致密的片状内锈层和疏松外锈层组成，内锈层主要是α－FeOOH，外锈层是α－FeOOH,γ-FeOOH,Fe3O4，碳钢表面锈层是由α－FeOOH,γ-FeOOH,Fe3O4组成的疏松单层结构，在青岛挂片表面锈层中发现了Cl元素的均匀分布，在海南挂片锈层中含有S,Cl,Cr等元素的局部富集，分析了S，Cl,Cr三者在锈层中的作用。     

Q500qENH特厚桥梁钢板及其焊接接头的耐腐蚀性能

采用周期浸泡腐蚀试验技术,结合电子探针以及XRD物相分析等手段,研究了桥梁钢Q500qENH及其焊缝和普通Q345B钢在模拟工业大气环境中(0.01 mol/L NaHSO3水溶液)的耐腐蚀性能。结果表明,桥梁钢内外锈层分明,锈层较致密,且在内锈层中检测到Cr有明显富集,其年腐蚀速率也相对较低。Q345B钢的锈层疏松,内外锈层没有明显分界。桥梁钢锈层都是由α-FeOOH、γ-FeOOH和Fe3O4组成的。桥梁钢中物相α-FeOOH含量较多,Cr分布于内锈层的裂纹处,使内锈层更加致密。