海洋工程用钢的大气腐蚀与耐候钢的发展

综述了海洋工程用钢的大气腐蚀行为与耐候钢发展方面的研究,特别是近十余年来国内外的相关成果。首先介绍了钢大气腐蚀的电化学模型,并从耐候钢特殊的锈层结构与合金元素作用两方面论述了耐候钢的锈层保护机制;然后分析了环境因素,包括相对湿度与污染物、光照、锈层损伤等,对耐候钢大气腐蚀行为的影响;最后总结了耐候钢的发展历程以及晶粒尺寸与显微组织等非合金因素在耐候钢发展中的作用,可为新型耐候钢的设计与应用提供指导。     

钢的大气腐蚀防护的研究进展

回顾了近年来耐候钢研究的进展概况,重点总结了耐候钢的实验研究方法、锈层的形成机理、锈层的显微组织及生长过程中的影响因素,分析了钢的腐蚀防护情况.指出了以往研究的不足以及今后的研究方向.     

经济耐候钢

从耐候钢发展的角度总结了在我国７个试验点１７种钢的４年大气腐蚀试验结果。材料包括最常用的碳素钢，低合金钢及低合金耐候钢。环境包括亚热带，温带，工业性，海洋性，干燥环境及湿热环境等各种典型环境。通过分析合金元素对耐候性的影响，探讨了发展耐候钢新的可能途径，从面出了经济耐候钢的概念，并作了进一步探讨。     

钢的大气腐蚀防护研究的进展

回顾了近上来耐候钢研究的进展情况，重点总结了耐候钢的实验研究方法、锈层的形成机制，锈钢的显微组织及生长过程中的影响因素，分析了钢的腐蚀防护情况，指出了以往研究的不足以及今后的研究方向。     

BNQ系列冷轧耐候钢的耐蚀性能

通过大气腐蚀试验、室内加速腐蚀试验、电化学测试和锈层分析，研究了ＢＮＱ系列冷轧耐候钢的耐腐蚀性能。结果表明不仅有低的腐蚀率而且有好的耐锈稳定性和适应性。并详细讨论了该钢种具有高耐候性的原因。     

汽车用耐大气腐蚀钢的试验研究

本文介绍了汽车用耐大气腐蚀钢的钢系选择与试验研究,以解决载重汽车车箱的腐蚀问题。通过对试验的成分筛选和性能试验,得出了汽车用耐大气腐蚀钢应含有稀土、并避免钛的结果、钢号以 Cu—P—Re系钢的06Cu P Re 和09Cu P Re 为宜。这是一种经济性冷成形用耐大气腐蚀钢。     

耐大气腐蚀钢锈层的X射线衍射与SEM分析

讨论了Ｓｅｍａｎｎ－Ｂｏｈｌｉｎ薄膜衍射方法，并将该方法与常规Ｂｒａｇｇ－Ｂｒｅｎｔａｎｏ衍射方法、ＳＥＭ方法一起应用于耐大气腐浊钢锈蚀产物的研究，取得了初步进展     

大气腐蚀下耐候钢的初期行为规律

 研究了耐候钢在40 ℃ 和100%RH高温高湿环境中初期大气腐蚀行为规律。结果表明,耐候钢初期大气腐蚀行为符合幂函数规律,随着Cu含量的增加,代表腐蚀发展趋势的n值减小,说明Cu有助于减缓耐候钢的腐蚀发展趋势。通过SEM扫描电镜和显微激光拉曼光谱分析模拟大气腐蚀初期腐蚀产物的形成和发展得知,在大气腐蚀初期,腐蚀产物形貌为团状和链状,团状腐蚀产物主要由γ Fe2O3和γ FeOOH构成,而链状腐蚀产物为α FeOOH。     

铁路车辆用09CuPCrNi 耐大气腐蚀钢研制

介绍了铁路车辆用09CuPCrNi耐蚀钢的研制情况.采用合理的成分设计,将主要合金元素的质量分数控制在较低水平,使其具有良好的焊接性能和较低的生产成本;采用微合金元素强化工艺以提高钢的强度,使用大电炉冶炼加LF精炼以保证钢的纯净度.最终使钢的质量和性能全面达到铁道部新的铁路车辆用耐大气腐蚀钢供货技术条件的要求.     

经济耐候钢的研究

系统研究了Mn、Cu含量及腐蚀环境体系对协同作用的影响,并利用电化学测试、扫描电镜、XRD等材料分析技术对带锈电极的腐蚀行为、锈层组成、结构和性质进行了深入分析,阐述了Mn-Cu合金化协同作用的机制;利用Mn-Cu合金化的协同作用,成功开发出Mn-Cu型经济耐候钢和实现工业化试生产。实验表明：热轧Mn-Cu钢具有良好的耐候性,其耐候性略优于传统的09CuPTiRE和SPA-H耐候钢。     

冰冻/解冻对低合金耐候钢大气腐蚀的影响

采用室内、室内+冰冻和户外三种不同环境的曝晒实验,研究了冰冻/解冻循环对两种耐候钢初期大气腐蚀行为的影响.利用失重实验和电化学方法评价了实验钢的耐腐蚀性能,用扫描电镜观察了锈层形貌,用能谱分析仪分析了合金元素在锈层中的分布.结果表明:低温、低湿环境促进致密锈层的形成,而温度、湿度较高的环境中形成的锈层致密度较低;冰冻/解冻循环导致非致密锈层内产生裂纹,其原因是疏松锈层中的孔洞中含有大量液态水,在液固相变时产生较大的应力,致使锈层开裂.致密锈层不含液态水,基本不受其影响.     

试验钢在不同大气环境下的腐蚀性能研究

采用暴露试验、扫描电镜等方法研究了W400QN等试验钢在青岛、琼海、江津和武钢4个大气暴露试验点暴露1年的腐蚀规律。结果表明,试验钢在各站的腐蚀差异较大,在武钢站的腐蚀率最高,江津站次之,再次是青岛站,腐蚀率最低的是琼海站。从9种试验钢的平均腐蚀率看,武钢站是青岛站的1．25倍,是江津站的1．10倍,是琼海站的2．27倍。     

Atmospheric Corrosion of Q235 Carbon Steel and Q450 Weathering Steel in Turpan,China

Q235 carbon steel and Q450 weathering steel were exposed to the hot and dry environment of Turpan, China for three years.The corrosion rates of both steels were calculated and compared.The morphologies of the rust layer products were observed by optical microscopy and scanning electron microscopy.Analyses of the rust layers were performed by X-ray photoelectron spectroscopy,X-ray powder diffraction,and Raman spectroscopy,and anal-ysis results indicate that the compositions of rust are main iron rich oxide such as FeOOH,Fe3 O4 ,and Fe2 O3 .The iron oxide layer content proportion was calculated through a semi-quantitative algorithm.The resistance elements (Cr,Ni,and Cu)enhanced the resistance properties of the Q450 weathering steel matrix.Moreover,the resistance elements increased the proportion of goethite crystals in the corroded rust layer.     

光照对Q450NQR1耐候钢在干湿交替下腐蚀行为的影响

采用腐蚀质量损失、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、线性极化等测试手段,研究无光照、半光照及全光照三种实验条件对Q450NQR1耐候钢在干湿交替条件下腐蚀行为的影响规律.结果表明：光照对实验钢干湿交替腐蚀过程影响显著.实验钢在腐蚀前期（48 h）腐蚀速率大小依次为半光照、无光照和全光照,腐蚀中后期（72~96 h）腐蚀速率由大到小依次为半光照、全光照和无光照.腐蚀宏观形貌有明显差别,无光照时试样腐蚀产物呈淤泥状分布整个表面,有光照条件时腐蚀产物则呈颗粒状分布,但全光照条件时腐蚀产物颗粒更细且孔隙更小.另外,三种条件下腐蚀产物物相组成一致,但含量有所不同.线性极化测试得出96 h极化电阻由大到小依次为无光照、全光照和半光照,这一结果与通过腐蚀失重得出的腐蚀速率结果一致.     

钙处理对耐候钢低温韧性和耐腐蚀性能的影响

对于高品质耐候桥梁钢,不仅需要优良的低温冲击性能,而且对其耐腐蚀性能也提出了更高要求。研究了钙处理工艺对耐候桥梁钢低温冲击性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明,与传统的钙处理工艺相比,采用改进后钙处理工艺提高了钢水中钙的收得率,使钙处理过程更充分,得到了低温冲击性能更好的试验钢板,与原钙处理工艺相比,试验钢的冲击功在－20 ℃时提高了5.3%、－40 ℃时提高了7.5%。同时,与普通Q420qE钢对比,钙处理工艺Ⅱ将相对腐蚀率从43.50%提高到32.40%,加速腐蚀试样锈层纹理清晰,致密性相对较高,XRD分析显示,锈层中α-FeOOH结晶相质量分数达到91.8%,耐腐蚀性能良好。     

超低碳高强度耐候钢腐蚀性能的研究

通过显微组织观察、周浸加速腐蚀试验、锈层微观分析、Χ射线衍射等方法,以商业CortenB钢为对比钢,研究了超低碳高强度耐候钢(ULCW)的腐蚀性能。结果表明:超低碳高强度耐候钢的耐腐蚀性能优于CortenB钢;ULCW钢在腐蚀过程中能快速形成致密锈层,提高了钢的耐腐蚀性能;ULCW钢锈层中保护性产物α-FeOOH的量明显多于CortenB钢,提高了对钢基体的保护作用。     

大气腐蚀在低合金钢显微组织中的发生与发展

采用光学金相技术结合交流阻抗测量,分析了三种低合金钢在模拟的沿海大气环境中的初期腐蚀行为.实验发现,显微组织直接决定钢的初期腐蚀行为并间接影响长期腐蚀行为.在腐蚀初期,铁素体钢中的大角晶界易于被择优腐蚀,而贝氏体内的小角晶界的择优腐蚀趋势较弱,铁素体+珠光体钢的择优腐蚀集中于珠光体及其边界.铁素体裸钢有较强的耐腐蚀性,但其锈层电阻随腐蚀时间增加产生的增量较小;贝氏体与铁素体+珠光体裸钢的耐腐蚀性较差,但其锈层电阻随腐蚀时间增加产生的增量较大,长期腐蚀性能更优.这些结果表明,在适当合金化后,贝氏体作为新型低成本高强度耐候钢的基本组织极具应用潜力.     

耐候钢锈层及其稳定化处理现状

耐候钢具有良好的耐大气腐蚀性,但是稳定化锈层形成较慢,在耐候钢使用前对表面进行预处理,可以缩短锈层稳定化形成时间和防止锈液流挂.简要概述了国内外耐候钢的发展情况,以及耐候钢稳定化锈层的形成过程和锈层的组成与结构,分为以γ-FeOOH为主的疏松外锈层和以α-FeOOH为主的致密内锈层;介绍了表面锈层保护机理,包括物理阻隔...