碳钢在辽宁省大气中腐蚀物的分析

利用Ｘ－射线衍射仪和扫描电镜对Ａ３钢及对耐候钢在辽宁省大气中暴露 样的腐蚀形貌，特征及腐蚀产物的结构进行分析，结果表明，Ａ３钢及耐候钢腐蚀产物中主相为γ－Ｆｅ００Ｈ，次相为α－ＦｅｏｏＨ和Ｆｅ３Ｏ４随着暴露时间延长，α－ＦｅｏｏＨ含量增多；耐候钢中针状晶体α－ＦｅＯＯＨ多于Ａ３钢。同时，对部分地点试样表面腐蚀产物清洗液的原子吸收光谱分析表明，锈层产物完全可以反映暴露地点耐大气污染状况。     

铁路车辆用V-N-Cr微合金化Q690高强耐候钢组织性能和腐蚀行为

为开发新一代铁路车辆用高强耐候钢,采用两阶段轧制制备V-N-Cr微合金化Q690耐候钢,并进行组织观察和力学性能检测。采用周期浸润腐蚀实验对V-N-Cr微合金化Q690耐候钢与Q345钢进行腐蚀行为研究。结果表明:V-N-Cr微合金化Q690耐候钢的显微组织为多边形铁素体、针状铁素体、板条贝氏体以及少量的M/A岛,屈服强度及抗拉强度分别为695 MPa和815 MPa,冲击性能优异,通过大小角度晶界共同作用,有效阻碍裂纹扩展。两种钢的表面均生成了明显的锈层,腐蚀产物主要包含α-FeOOH,β-FeOOH,γ-FeOOH和Fe₃O₄。腐蚀360 h后Q345钢的平均腐蚀失重速率为1.83 g/(h·cm²),V-N-Cr耐候钢的腐蚀失重速率为0.96 g/(h·cm²),显著低于Q345钢。     

550NH耐候钢在3种典型大气环境中的初期腐蚀行为

针对广西壮族自治区不同区域的气候特征,选择城市、工业、海岸3种典型大气环境开展了耐候钢的初期腐蚀行为研究。分别采用大气暴露腐蚀试验和电化学测量试验对550 MPa强度级别的550NH耐候钢的耐腐蚀性进行评估。结果表明,550NH耐候钢在城市大气、工业、海岸3种环境中的腐蚀速率依次增加。550NH耐候钢在3地腐蚀6个月后的腐蚀产物主要为Fe₃O₄、α-FeOOH、γ-FeOOH。腐蚀产物层致密且无贯穿性裂纹主要归因于550NH耐候钢中Cu和Cr元素对裂纹和孔洞的修复作用。550NH在模拟海洋环境和模拟工业环境中的电化学阻抗谱随着腐蚀时间的延长逐渐由1个容抗弧转变为2个容抗弧组成。     

微量SO2条件下硫酸铵颗粒沉积对A3钢大气腐蚀的影响

研究微量SO2存在的实验室模拟条件下，沉积不同质量硫酸铵颗粒的A3钢的大气腐蚀行为，发现沉积硫酸铵颗粒的A3钢试样比其空白试样的腐蚀严重，而且随着沉积量的增加，样品的腐蚀现象更为严重。用IR和SEM分析研究了不同周期样品表面的结构和形貌，发现腐蚀主要沿着硫酸铵颗粒沉积的地方进行，腐蚀产物的颗粒逐渐变大，随着腐蚀时间的延长，样品表面的铵根离子逐渐减少，腐蚀产物主要由α-FeO(OH),γ-FeO(OH)和δ-FeO(OH)组成。     

高耐候钢Q350EWR1耐蚀性能研究

为开发新一代铁路车辆用高耐蚀型耐候钢,在1780 mm热连轧生产线上进行了高耐蚀型耐候钢Q350EWR1工业试制,并对实验钢进行了组织观察和力学性能检测分析。利用周期浸润腐蚀试验方法对高耐候钢Q350EWR1和对比钢Q345B进行了腐蚀行为研究,腐蚀溶液为0.01 mol/L的NaHSO3溶液。采用扫描电子显微镜观察实验钢和对比钢的微观形貌,利用电子探针分析腐蚀产物中的元素分布,并用X射线衍射仪对腐蚀产物进行物相分析,采用失重法进行了腐蚀速率计算。研究表明:实验钢Q350EWR1力学性能优良,满足铁标要求;随着腐蚀的进行,Q350EWR1腐蚀速率逐渐下降并趋于稳定,相对于Q345B腐蚀速率≤30%,耐腐蚀性能良好。与Q345B相比,Q350EWR1钢锈层更加致密,随着腐蚀的进行生成更多的α-FeOOH;耐蚀元素Cu、Ni、Cr在锈层中的富集大幅提高了锈层对基体的保护能力。     

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。     

耐大气腐蚀用钢实验室加速腐蚀的研究

以3．5％的NaCl溶液为腐蚀剂，对碳和耐候钢进行干湿循环加速腐蚀实验。实验结果表明：该加速腐蚀实验方法和大气曝晒实验之间有类似的腐蚀动力学规律，对钢的大气腐蚀有较好的模拟性和加速性。     

A3钢的工业大气腐蚀

在辽宁省工业城市进行 A3钢大气暴露试验。两年后测出不同地点腐蚀率。依据所记录的各试验点的气象数据和污染数据,讨论了 A3钢的大气腐蚀规律。     

低合金钢的大气腐蚀规律研究

大气腐蚀受自然环境影响因素很多.通过暴露试验,对09CuPTiRE等8种低合金钢和普通碳钢(A3钢)在宜昌、三斗坪、秭归3个试验点进行了大气腐蚀试验,获得了1,2,5 a的腐蚀数据.采用扫描电镜、X射线衍射仪和电子探针分别进行了锈层形貌观察、结构分析及锈层内合金元素分布的测试,采用电化学腐蚀测试仪对锈层进行了阳极极化曲线测定.结果表明:试样在宜昌站的平均腐蚀速率(16.9～23.9 μm/a)是三斗坪站(9.4～14.6 μm/a)的1.5倍左右;耐蚀性最好是09CuPTiRE钢,暴露5 a后其相对耐蚀性在三斗坪约为A3钢的1.54倍,在宜昌约为A3钢的1.41倍.锈层的物理分析及阳极极化曲线的测定验证了暴露试验结果.     

Q345q桥梁钢和Q345qNH耐候钢在模拟工业大气+除冰盐混合介质中的腐蚀行为

采用干湿循环加速腐蚀实验,研究了Q345qNH耐候钢和Q345q桥梁钢在模拟西北地区工业大气环境的腐蚀介质(除冰盐+0.01 mol/L NaHSO₃)中的腐蚀行为。用失重法研究了两种钢的腐蚀动力学曲线,并使用XRD、SEM 和电化学工作站等手段分析了两种钢腐蚀不同时间后锈层的物相、形貌结构及其电化学特性。结果表明：在除冰盐+NaHSO₃的混合介质中,Q345qNH钢腐蚀100 h前的失重稍大于Q345q钢,腐蚀100 h后桥梁钢的失重量明显大于耐候钢;两种钢的腐蚀产物均由α-FeOOH,β-FeOOH,γ-FeOOH,Fe₂O₃,Fe₃O₄和FeOCl构成,但是Q345q钢中生成的不稳定β-FeOOH和FeOCl的含量明显高于Q345qNH钢,锈层的稳定性降低;随着腐蚀时间的延长两种钢锈层的自腐蚀电位均增大,自腐蚀电流密度均波动性减小,Q345qNH耐候钢的自腐蚀电位增大的速度高于Q345q钢,腐蚀后期其锈层的保护性优于普通桥梁钢。两种钢在混合介质中的腐蚀行为受多离子的耦合效应影响,锈层的致密性因β-FeOOH和FeOCl等不稳定腐蚀产物的生成而降低,但是仍有一定的保护性。Q345qNH耐候钢在除冰盐+0.01 mol/L NaHSO₃混合介质中的耐蚀性优于Q345q普通桥梁钢。     

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.     

不同典型大气环境下的Q500qENH耐候桥梁钢锈层稳定化水处理工艺适用性的研究

对7个不同地点的Q500qENH钢进行为期8周的锈层稳定化水处理试验,确定Q500qENH钢最佳的锈层稳定化水处理工艺的适用性。结果表明：随锈层稳定化处理周期的延长,试样的失重和腐蚀减薄量均增加,腐蚀速率呈现下降趋势,试样表面锈层颜色从橘黄色向棕色转变,锈层厚度逐渐增加;电化学分析结果表明,随着处理周期延长,试样的自腐蚀电流密度下降和自腐蚀电位正移;X射线衍射(XRD)分析结果表明,随着处理周期的延长非稳定相物质(γ-FeOOH)逐渐向稳定相物质(α-FeOOH)转化,稳定相(α-FeOOH)所占比例逐渐增大。基于以上结果,Q500qENH耐候钢在3种典型地点采用不同的锈层稳定化水处理工艺,可经4～6周处理后形成较稳定的锈层。     

耐候钢锈层组织成分及其耐腐蚀机制分析

过去对耐候钢耐腐蚀性机理的研究,锈层初期生长因素考虑较少.模拟工业大气环境的周期浸润实验室加速试验,对试验钢进行了腐蚀失重分析;通过扫描电镜、X射线衍射、阳极极化等手段对锈层进行分析.主要研究耐候钢和碳钢的锈层组织和电化学性能.结果表明:腐蚀初期耐候钢的锈层组织成分以α-FeOOH为主;碳钢的锈层组织成分以Fe2O3为主.α-FeOOH晶体枝晶纤细,锈层致密,具有保护性;Fe2O3枝晶粗大,锈层疏松多孔,不具有保护性;耐候钢锈层具有钝化作用,对基体有很好的保护性.     

10种钢样在不同海水环境的潮差区和全浸区腐蚀规律研究

为研究厦门、湛江和青岛的潮差区和全浸区的腐蚀规律,通过现场暴露试验,获得了10种钢样(含碳钢和低合金钢)暴露7a的腐蚀结果,采用线性拟合的方法对数据进行了处理.结果 表明:在3个地点,腐蚀速率的基本规律为青岛＞湛江＞厦门,腐蚀速率与海生物污损密切相关.在3个暴露地点,全浸区前期腐蚀量低于潮差区而后期腐蚀量增速高于潮差区.在厦门暴露2a时,全部试样在2个区带的腐蚀率出现逆转,而在湛江和青岛,在7a时几乎所有试样均出现逆转.在厦门潮差区,合金元素的加入对提升钢的耐蚀性无明显的效果,甚至存在负面影响;在湛江潮差区和青岛潮差区,无论从短期还是长期来看,合金元素的加入都有利于提升钢的耐蚀性.在厦门全浸区和湛江全浸区,无论是短期还是长期来看,所有类型的碳钢和低合金钢腐蚀速率均接近;在青岛全浸区,无论是短期还是长期来看,加入合金元素对耐蚀性均有所提升,短期的效果更为明显.     

腐蚀-荷载耦合作用下耐候桥梁钢及其焊接节点性能劣化研究进展

耐候钢以其可免涂装使用的优越性被广泛应用于桥梁工程，并且是我国钢桥领域将来一段时间大力发展的重要方向。近年来，随着耐候桥梁钢的广泛应用，耐候钢桥焊接节点的腐蚀与疲劳断裂问题也日益突出，这在一定程度上严重影响了耐候钢桥服役性能。因此，迫切需要开展耐候桥梁钢焊接节点腐蚀力学行为与性能劣化预测方法的研究。基于桥梁实际服役工况，耐候钢往往会受到腐蚀-荷载的耦合作用，故全面系统研究腐蚀环境与荷载耦合作用下耐候桥梁钢焊接节点腐蚀行为，量化导致其力学性能劣化的应力腐蚀损伤与疲劳损伤显得尤为重要。通过分析评价国内外关于耐候钢及其焊接节点腐蚀力学行为、腐蚀演化过程模拟与力学性能劣化评估方法的研究现状，建议了针对耐候桥梁钢及其焊接节点性能研究亟待解决的问题，同时介绍了当前的研究新进展，为耐候钢桥相关研究工作的开展指明了方向，旨在消除我国桥梁设计与建设单位对于耐候钢长期性能所存的疑虑，推动耐候桥梁钢在全国规模化应用进程，为今后我国耐候钢桥建设和维护发挥更积极的作用。     

某耐候钢桥锈层稳定化处理技术的探索

采用锈层稳定化水处理的方法,对某耐候钢桥进行为期6周的锈层稳定化处理试验,从而确定耐候钢锈层稳定化所需周期,以为工程应用提供依据。结果表明:随着锈层稳定化处理周期的增加,试样表面锈层颜色从橙黄色转变为深褐色,锈层厚度逐渐增厚;通过电化学分析发现,自腐蚀电流密度呈现减小的趋势,自腐蚀电位逐渐正移,EIS谱线上容抗弧半径呈现增大趋势;通过XRD结果分析,得出非稳定相(γ?FeOOH)逐渐向稳定相(α?FeOOH)转化,稳定相(α?FeOOH)所占比例逐渐增大。根据以上结果,当锈层稳定化处理达到5周后,试样表面锈层逐渐趋于稳定。     

实验室模拟酸性土壤中钢材的加速腐蚀

为了获得高效可靠的实验室土壤加速腐蚀方法,以硅藻土为腐蚀介质,加入各种无机盐离子,用H₂SO₄调整溶液pH值,模拟酸性土壤,对Q235钢和907A低合金钢进行实验室加速腐蚀试验。用失重法计算腐蚀速率并统计锈层覆盖率,采用扫描电镜及X射线衍射分析腐蚀产物的结构和成分。对Q235钢在实际土壤和模拟酸性土壤中的腐蚀情况进行了对比,并比较了Q235钢和907A低合金钢的耐土壤腐蚀性。结果表明:Q235钢在2种土壤环境中腐蚀过程类似,锈层形貌类似,同时锈层产物物相一致,成分主要为α-FeOOH,γ-FeOOH,Fe₃O₄,Fe₂O₃;模拟土壤能够很好地模拟真实土壤的腐蚀性,模拟土壤中pH值及盐含量的变化会加速腐蚀,使得模拟酸性土壤具有很好的加速性;模拟的酸性土壤室内加速腐蚀能够很好地区分Q235钢和907A低合金钢的耐土壤腐蚀性能,前者腐蚀速率约为后者的2倍。     

X80管线钢在模拟盐碱土壤介质中的电化学腐蚀行为研究

采用电化学测试、扫描电镜、表面能谱分析及X射线衍射等方法,研究了原始态与退火处理态的X80管线钢在模拟盐碱土壤介质中的电化学腐蚀行为与机理,分析了热处理和腐蚀时间等因素对X80钢极化曲线的影响.结果表明:退火态X80钢耐蚀性低于原始态,这主要与X80钢组织因热处理发生改变有关;随着浸泡时间的增加,两种状态X80钢总的腐蚀速率呈增大趋势,点蚀敏感性增加,阴极过程均为氧的活化控制;腐蚀产物主要由FeOOH(表层)和Fe3O4(内层)组成,而腐蚀产物膜的完整性和致密性影响了X80钢表面的腐蚀行为与过程,使管线钢表面的局部腐蚀破坏程度增加.研究还发现Cl-对X80钢的腐蚀起主导作用.     

高铁不锈钢焊接接头在海洋大气环境中的腐蚀行为

为了提高高铁的行车安全,通过现场暴露试验,采用数码显微镜、能量色散谱、拉曼光谱及电化学测量方法研究了高铁不锈钢焊接接头在万宁海洋大气环境中暴露2a后的腐蚀行为规律。结果表明:暴晒2a后不锈钢焊接接头的腐蚀类型以点蚀为主,蚀坑密度较高;腐蚀产物主要有Fe3O4、α-Fe2O3、γ-Fe2O3、α-FeOOH,β-FeOOH和γ-FeOOH,不锈钢焊接试样在3.5%NaCl溶液中阳极行为存在一定钝化特性;各区域点蚀电位高低排序为筋板母材区〉底板母材区〉焊缝区。     

高温碳氢气氛下Cr5Mo钢的尘化腐蚀状况

金属渗碳腐蚀(即尘化)是高温碳氢环境下常发生的灾难性腐蚀。Cr5Mo钢的工程应用量大面广,过去对其渗碳腐蚀研究不够。为此,研究了炉管材料Cr5Mo钢在600℃,50%CO-H2-3%H2O气氛下的尘化腐蚀行为,采用X射线衍射分析了腐蚀试样的物相组成,采用扫描电镜对试样进行了微观形貌分析。结果表明:Cr5Mo钢在试验条件下呈现均匀腐蚀,材料自表面向内依次析出Fe5C2和Fe3C脆性腐蚀产物,经560h尘化腐蚀后的试样平均腐蚀深度约为200μm,而基体材料性质无明显改变。因此Cr5Mo钢在尘化过程中出现的腐蚀减薄是由脆性碳化物层的析出引起的。