镀锌钢在模拟海洋大气环境下的腐蚀行为

通过盐雾/干燥循环加速腐蚀实验模拟海洋大气腐蚀过程,采用宏观形貌观察、电化学测试、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱(EDAX)等分析手段,研究镀锌钢在模拟海洋大气环境下的腐蚀行为和机理。结果表明:随着腐蚀时间的延长,镀锌钢的耐蚀性先降低后升高,最后再降低;当黄锈刚出现时,试样的耐蚀性有所提升,同时在腐蚀过程中出现双锈层,但最后又消失。     

镀锌钢在不同大气环境中的腐蚀行为

通过镀锌钢在全国13个大气腐蚀试验站8a的现场暴露试验,观察了镀锌钢的表面形貌,进行了表面评级,测试了腐蚀速率,并计算了碳钢与镀锌钢的腐蚀速率比值。结果表明:所有镀锌钢板均出现表面变暗的现象,在拉萨、敦煌等站其表面变化较小,在青岛、江津等站其腐蚀较为严重,表面存在一定程度的锈蚀,在万宁站其表面锈蚀最严重;在13个站点镀锌钢的腐蚀速率由大到小依次为万宁武汉青岛沈阳广州江津北京琼海西双版纳库尔勒漠河敦煌拉萨;通过计算,碳钢与镀锌钢的腐蚀速率之比为9.2~2 000.0。在实际应用中,镀锌钢在不同环境中的厚度应不同。     

海洋大气环境下镁合金腐蚀行为研究进展

本文综合研究了海洋大气环境下镁合金腐蚀行为的研究进展,比较分析了各种因素对腐蚀行为的影响,对当前研究进展进行总结并对未来研究方向进行展望。在海洋大气环境下,表面薄电解质溶液膜的包覆是镁合金发生电化学腐蚀的主要原因,且多发生局部腐蚀。相比于内陆大气环境,海洋大气中含有较多无机盐气溶胶颗粒,导致点蚀成为主要的局部腐蚀形式。相对湿度的升高会导致薄电解质膜厚度增加,进而加速整体腐蚀速率。随气温上升,镁合金的大气腐蚀速率线性增加,而空气中的CO₂可以抑制NaCl对镁合金的侵蚀。该领域未来需更多关注具体使役环境下合金的腐蚀机理,以及各种环境因素对腐蚀行为的协同作用机制,以指导海洋用镁合金材料的设计和制备。     

碳钢在海洋大气环境下的腐蚀加速行为研究

以海水为腐蚀介质,模拟周浸试验方法,在实际海洋环境中对Q235钢进行干湿循环加速腐蚀试验,分析腐蚀失厚;运用XRD技术、体视显微镜、扫描电镜分别进行腐蚀产物分析和腐蚀形貌观察,并与自然暴露的结果相对比。综合两者腐蚀动力学特征、锈层形貌和腐蚀产物的分析结果,得出新型加速方法前期加速比可达9以上,后期降低至6左右,总体上变现了良好的模拟性和重现性。     

模拟海洋大气环境对XCS-lode钢与30CrNi3Mo钢腐蚀行为的影响

采用盐雾腐蚀试验方法,研究了模拟海洋大气环境下XCS-lode钢与30CrNi3Mo钢的腐蚀性能,通过极化曲线及电化学阻抗谱(EIS)试验研究了两种钢在腐蚀行为上的差异.结果表明:XCS-lode钢相比30CrNi3Mo钢具有更高的自腐蚀电位,XCS-lode钢腐蚀产物膜的阻抗明显大于30CrNi3Mo钢,XCS-lo...     

模拟海洋大气环境对XCS-lode钢与30CrNi3Mo钢腐蚀行为的影响

采用盐雾腐蚀试验方法，研究了模拟海洋大气环境下XCS-lode钢与30CrNi3Mo钢的腐蚀性能，通过极化曲线及电化学阻抗谱(EIS)试验研究了两种钢在腐蚀行为上的差异。结果表明：XCS-lode钢相比30CrNi3Mo钢具有更高的自腐蚀电位， XCS-lode钢腐蚀产物膜的阻抗明显大于30CrNi3Mo钢，XCS-lode钢的耐海洋大气腐蚀性能优于30CrNi3Mo钢。     

聚乙烯青岛海洋大气环境腐蚀老化预测研究

针对复合材料在自然环境老化因环境因素复杂导致预测困难的问题,选取复合材料基材聚乙烯为研究对象,在青岛海洋大气环境下开展了3、6、9、12、15、18和24个月的自然暴晒试验,基于拉伸和弯曲力学性能演变数据,考虑环境因素的综合影响作用,分别建立了以辐射量为自变量的自然风化模型和以老化时间为自变量的多因素叠加模型。结果表明,聚乙烯在青岛海洋大气环境下,拉伸性能、弯曲性能等力学指标随老化时间和总辐照量均呈下降趋势,24个月暴晒能够造成其表面微裂纹损伤。自然风化模型预测对聚乙烯拉伸性能和弯曲性能预测误差小于11.20%,而多因素叠加模型则小于3.07%,预测精度更高。     

E550钢埋弧焊接接头在模拟海洋大气环境中的腐蚀行为

采用增重测量、锈层截面观察、物相定量分析和电化学实验等方法研究了低合金耐候钢E550埋弧焊焊接接头在室内干湿循环加速腐蚀中的行为。结果表明:E550钢焊接接头的腐蚀速率低于母材。E550母材与焊缝的成分差异导致焊接接头不同部位的电位不同,并引起电偶腐蚀。电偶腐蚀对常规的大气腐蚀产生了抑制作用,造成焊接接头腐蚀前沿平整,锈层缺陷减少。随着表面锈层的生长,焊接接头表面不同部位的电位发生不同程度变化,并造成反复发生极性逆转,使腐蚀变得均匀,减弱了电偶腐蚀的局部腐蚀特征。     

模拟海洋大气环境下 Cl- 质量分数对 3003 铝合金腐蚀行为的影响

目的研究Cl-质量分数对3003铝合金腐蚀性能的影响,为风电散热器的腐蚀检测和使用寿命评价提供依据。方法采用连续盐雾腐蚀实验模拟海洋大气环境,分析3003铝合金腐蚀产物的微观形貌、元素分布、腐蚀质量损失、点蚀深度,利用极化曲线和阻抗技术分析腐蚀样品的电化学行为。结果当Cl-质量分数低于9%时,样品质量损失随Cl-质量分数的升高而增加,9%时达到最大为7.9937 g/m2;样品腐蚀深度随着Cl-质量分数升高不断加深,9%时达到峰值为44.15μm;腐蚀电流密度随Cl-质量分数的增加而增大,容抗弧半径随Cl-质量分数的增加而减小;Cl-质量分数大于9%时,随着Cl-质量分数增加,腐蚀质量损失和腐蚀深度不断减小,容抗弧半径不断增大,腐蚀电流密度逐渐减小。结论当Cl-质量分数在1%~9%之间时,Cl-质量分数的增加对3003铝合金的腐蚀速率具有明显的加速作用;当Cl-质量分数大于9%时,腐蚀速率呈现逐渐降低的趋势。     

模拟海洋大气环境下PCB-HASL的腐蚀行为与机理

目的基于舰载机服役海洋环境,针对热风整平无铅喷锡印制电路板（Hot Air Solder Level Printed Circuit Board,PCB-HASL）开展加速腐蚀试验研究,揭示其腐蚀机理,表征其宏/微观腐蚀电化学行为。方法根据实测的服役海洋大气环境数据,基于编制的加速腐蚀试验环境谱,针对PCB-HASL开展了加速腐蚀试验。采用电化学工作站测试不同腐蚀周期试样的极化曲线和电化学阻抗谱,表征了腐蚀电化学机理和宏观电化学特性。采用扫描Kelvin探针技术测试了不同腐蚀周期试样表面Kelvin电位分布特征,表征了微区电化学特性。结果腐蚀第6周期时,PCB-HASL的绝缘电阻大幅度衰减,达到失效临界状态;第0～2周期,自腐蚀电流密度由1.43μA/cm²陡增至3.97μA/cm²,腐蚀速率快速增大,局部区域诱发腐蚀;第2～3周期,自腐蚀电流密度降低,腐蚀速率降低;第3～4周期,自腐蚀电流密度稍有增大,腐蚀速率稍微增加,腐蚀产物局部发生脱落;第4～7周期,自腐蚀电流密度减小,在第7周期达到最小,为0.55μA/cm²,...     

300M超高强度钢在模拟海洋环境中的腐蚀行为研究

采用模拟海水全浸区的浸泡实验和模拟海洋大气区的中性盐雾实验,结合宏观和微观形貌、三维形貌、腐蚀产物分析以及电化学阻抗谱(EIS)和动电位极化曲线(PDP)测试,研究了起落架用300M超高强度钢在模拟海洋环境中的腐蚀行为以及pH对其电化学行为的影响。结果表明：300M超高强度钢对p H的变化敏感,随着p H的降低,开路电位正移;阳极过程始终由活性溶解控制,阴极过程由氧还原为主转变为析氢反应为主;容抗弧半径下降,电荷转移电阻下降,腐蚀电流密度上升,腐蚀加快。失重法得出的腐蚀速率说明在盐雾环境中比人工海水环境中的腐蚀更为严重;两种环境中的腐蚀产物均主要由α-FeOOH、γ-FeOOH、α-Fe2O3和Fe3O4组成;腐蚀呈现均匀腐蚀的特征。由于氧浓度和Cl-浓度的差异导致300M超高强度钢在两种环境中的腐蚀电化学和腐蚀产物沉积过程改变,从而腐蚀行为出现差异。盐雾环境中供氧充足,同时试样表面覆盖的薄液膜促进了腐蚀产物沉积使腐蚀更为严重。     

结构钢在模拟海洋大气环境中的腐蚀行为研究

利用模拟海洋大气环境的加速腐蚀实验,对比研究了两种结构钢(低碳铁素体钢和耐候钢09CuPCrNi)朝天面与朝地面的腐蚀行为及相应锈层,结果表明两种结构钢的朝地面均比朝天面腐蚀严重.电化学阻抗谱(EIS)结果表明朝天面锈层对氯离子的阻碍能力高于朝地面锈层,X射线衍射(XRD)结果表明朝天面锈层中X射线无定形锈含量高于朝地面锈层,N2吸附结果表明朝天面锈层比朝地面锈层致密.两面腐蚀条件的差异造成了两面锈层相组成和致密度的不同,从而导致相应锈层保护性能的区别.提出锈层孔隙模型,解释了锈层保护性能差异的原因是锈层干/湿交替频率的不同.     

不同腐蚀环境下建筑用Q235钢表面腐蚀行为的研究

以建筑用Q235钢为对象,研究其在土壤和模拟溶液中腐蚀速率、腐蚀形貌和腐蚀产物变化。结果表明,在模拟溶液中,试验钢的腐蚀速率明显大于在土壤溶液中,其在土壤和模拟溶液中的腐蚀形貌分别为局部和均匀腐蚀;在土壤溶液中,试验钢内锈层中生成了致密的Fe3O4腐蚀产物。     

含铬耐候钢在模拟海洋大气环境中的腐蚀行为

设计了1Cr-0.5Al-0.3Mo,5Cr-0.4Ni-0.3Cu和10Cr-0.3Ni3种不同成分的实验钢,以20MnSi钢为对比钢种,采用周期浸润加速腐蚀实验、电化学测试方法,结合SEM和XRD等手段研究了实验钢种在模拟海洋大气环境中的腐蚀行为。结果表明:实验钢的腐蚀速率随Cr含量增加而降低,1Cr钢和5Cr钢锈层为双层结构,内锈层为富铬层与贫铬层交替带状结构,10Cr钢表面出现钝化现象;随着腐蚀时间延长,5Cr钢腐蚀率先增加后趋平稳,10Cr钢腐蚀率一直稳定在较低水平,20MnSi钢腐蚀率降低;Cr可提高基体自腐蚀电位和电荷传递电阻,同时增大锈层电阻。     

加工工艺对含Cr重轨钢在模拟工业大气环境下腐蚀行为的影响

采用不同加工工艺(轧制和锻造)对自炼含Cr重轨钢进行加工,随后使用周期浸润腐蚀实验结合电化学方法研究了模拟工业大气环境下重轨钢的腐蚀行为。结果表明,经轧制处理的含Cr重轨钢的耐腐蚀性明显比经锻造处理的高;含Cr重轨钢经轧制处理后能促进保护性锈层增加,提高了锈层阻止侵蚀性介质穿透的能力。另外,轧制处理可提高重轨钢的耐工业性大气腐蚀性。     

含Nb重轨钢在模拟工业大气环境下的腐蚀行为

在某钢厂生产的U76CrRE重轨钢基础上添加0wt%~0.09wt%的Nb(实验研究Nb的含量),采用25 kg中频感应炉冶炼+锻造工艺制备样品,利用周期浸润腐蚀试验结合电化学方法研究了范围内模拟工业大气环境下Nb微合金化对稀土重轨钢的腐蚀行为和作用机理的影响。结果表明:添加合金元素Nb有利于α-FeOOH的快速形成和含量的增加,提高锈层阻止侵蚀性介质穿透的能力,也在一定程度上提高了实验重轨钢的耐腐蚀性能。随Nb含量的增加,锈层与基体的结合由致密变得疏松,实验钢的耐腐蚀性能逐渐降低。     

E690钢在热带海洋大气环境下的初期腐蚀行为研究

在湛江高温、高湿和高盐的热带海洋大气环境下,对E690钢进行了15、30、90、180和360 d的暴晒实验,采用失重法和电化学方法,结合宏观和微观腐蚀形貌观察以及腐蚀产物分析,研究了E690钢在热带海洋大气环境下的初期腐蚀行为。结果表明,E690钢开始腐蚀速率较高,随着暴晒时间的延长,腐蚀速率不断降低,在暴晒90 d后腐蚀速率变化较小,腐蚀趋于稳定。在暴晒90 d后,Cr已经扩散到锈层中,提高了锈层的致密性,Ni促进了γ-FeOOH向α-FeOOH相的转化,E690钢的耐腐蚀性提高,腐蚀速率降低。     

镀锌钢在红沿河大气环境中的腐蚀行为

目的研究镀锌钢在红沿河地区SO2和Cl-含量较高的大气环境中的腐蚀行为与机理。方法根据GB/T 6464—1997将制备好的试样在红沿河核电厂进行现场暴晒试验,分别暴晒4、12、18、24个月后取回试样。利用失重分析、X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)等技术,观察与分析试样暴晒后的腐蚀产物。结果镀锌钢腐蚀失重随暴晒时间的延长而线性增加;随着暴晒时间的延长,锌镀层表面形成的腐蚀产物成分变化不大,以Zn12(SO4)3Cl3(OH)15·5H2O和6Zn(OH)2·Zn SO4·4H2O为主;腐蚀产物随暴晒时间的延长逐渐增加,产物形貌略有变化,以球状和针状为主。暴晒18个月后,腐蚀产物分为双两层,内层致密,外层疏松;暴晒24个月后,腐蚀产物厚度稍有增加,疏松层向致密层转变。结论 SO2与Cl-是镀锌钢在红沿河地区的大气腐蚀过程的主要影响因子。镀锌钢表面形成的腐蚀产物对锌镀层的保护作用较差。     

西沙严酷海洋大气环境下紫铜和黄铜的腐蚀行为

通过现场暴晒实验,研究T2紫铜和H62黄铜在西沙海洋大气环境下分别暴晒3/4、1、2、和4 a的长周期腐蚀行为。利用SEM观察表面、截面腐蚀产物以及去除腐蚀产物后的腐蚀形貌,并分别用EDS及XRD对腐蚀产物的元素分布及相组成进行分析。结果表明,紫铜和黄铜均发生了严重的腐蚀,4 a内其平均腐蚀速度分别为5.90和5.88μm/a;紫铜表面发生了均匀腐蚀,腐蚀产物由内层致密的Cu2O及外层的Cu2Cl(OH)3组成;黄铜发生了明显的脱锌腐蚀,腐蚀产物主要为ZnO和Zn5(OH)8Cl2.2H2O,腐蚀产物层下的基体为20~50μm厚度不等的脱锌层。     

Ni含量对铜时效易焊接钢在模拟热带海洋大气环境下的腐蚀行为影响

通过室内干湿交替加速实验模拟热带海洋大气环境,研究了2.5Ni、2.0Ni、1.5Ni不同Ni含量的铜时效易焊接钢的腐蚀行为。采用失重法表征了实验钢的耐蚀性,采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、电子探针(EPMA)和电化学测试等方法对锈层的保护性能进行分析。结果表明,在热带海洋大气环境下,3种实验钢的腐蚀速率均先增加后降低随后保持稳定,Ni含量越高腐蚀速率越低,2.5Ni实验钢腐蚀速率较1.5Ni实验钢降低25%。锈层分析表明,Ni和Cu主要富集在锈层内部,钢中添加Ni会在锈层内部生成NiFe₂O₄,促进γ-FeOOH相向α-FeOOH转化,使得锈层更加致密,且Ni含量越高,效果越明显,锈层的保护性越好。随着Ni含量的增加,带锈试样的自腐蚀电位以及锈层电阻随之增加,锈层可以有效抑制阳极溶解以及带电粒子的转移。