耐酸性土壤腐蚀接地网用钢研究

采用硅藻土模拟法研究了Q235,A1和A2钢在模拟酸性土壤中的腐蚀行为,对比分析了材料的腐蚀失重,利用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等方法研究了材料的腐蚀形貌及腐蚀产物。结果表明,在模拟酸性土壤中,Q235,A1和A2钢周期360h的腐蚀速率别为0.48,0.14和0.097mm/a。碳层分析表明,降低碳含量有助于减少钢中的微电池腐蚀;Cr的加入可以提高基体的自腐蚀电位;腐蚀后内锈层位置Cr的富集可以提高锈层的致密性,并改变点蚀的扩展方式;3种材料主要腐蚀产物均为α-FeOOH,γ-FeOOH和Fe3O4,其中A1和A2钢内锈层腐蚀产物中α-FeOOH比例增大,其α/γ-FeOOH比值约为Q235的10倍,腐蚀产物保护性更优。     

高温高Cl-环境中含Ni、Cr耐蚀钢的腐蚀行为

冶炼了含Ni和Ni-Cr复合钢,采用室外暴晒试验结合锈层成分分析,腐蚀速率计算等研究了其在热带海洋大气环境中的腐蚀行为。结果表明：普碳钢、含Ni钢、和含Ni-Cr复合钢在试验环境中的腐蚀速率分别为66.84,41.54,38.29μm/a。合金元素Ni、Cr明显提高钢的耐蚀性。试样表面锈层主要由γ-FeOOH、α-FeOOH组成,还包含较小的Fe₃O₄颗粒和FeO片层。普通碳钢的锈层比另外两种试样厚,锈层中α-FeOOH含量更高、更稳定,而加Ni、Ni-Cr的试样经过半年试验后,表面未生成稳定锈层。经过半年室外暴晒试验,Ni元素在锈层中含量较少,但是在锈层下钢材内有富集现象。点蚀坑中存在Cr、Cu元素富集。     

Q235钢在西沙大气环境中的初期腐蚀行为

在西沙群岛典型的高温、高湿和高盐分大气环境下对Q235钢进行了 1个月短期暴晒实验,利用扫描电镜、电子探针、激光拉曼和X射线衍射仪等观察分析了暴晒后样品的表面形貌、腐蚀产物成分和锈层元素分布。结果表明：Q235钢形成的锈层疏松多孔,多裂纹,对基体没有保护作用。由于Cl^-的侵蚀作用,锈层和基体之间发生氧化还原反应,加速了基体的腐蚀。碳钢在西沙暴晒1个月后外表层的腐蚀产物主要有：Fe₈(O,OH)₁₆Cl_1.3,Υ-FeOOH, β-FeOOH及少量α-FeOOH等,锈层内部不同位置的产物基本相同,主要为Fe₃O₄,Υ-Fe₂O₃以及少量的Υ-FeOOH、β-FeOOH等。     

碳钢在NaHSO3和Na2SO4溶液中加速腐蚀锈层比较

对碳钢在1.0mmol/L NaHSO3和1.0mmol/L Na2SO4溶液中分别进行周期浸润复合加速腐蚀试验,对其锈层进行红外光谱(IR)和扫描电镜(SEM)分析。各锈层物相组成相似,都含有-γFeOOH、-αFeOOH、Fe3O4和δ-FeOOH或FeSO4.7H2O。NaHSO3溶液中生成的锈层较疏松,颗粒较大,腐蚀速度较快;Na2SO4溶液中生成的锈层致密,腐蚀速度较低。并用Ferrihydrite对形成-γFeOOH和-αFeOOH的促进作用解释了试验结果。     

动静态服役环境下SPHC钢腐蚀行为对比

目的 研究SPHC钢在不同服役环境下腐蚀行为的差异性。方法 采用户外暴露法对SPHC钢进行长达18个月的动静态暴露试验,取样时间分别为暴露后的 3、6、9、12、18个月。通过腐蚀动力学测试、SEM(扫描电子显微镜)、XRD(X射线衍射)、电化学测试,分别评价SPHC钢在一定时长大气暴露后的平均腐蚀速率、腐蚀产物形貌、腐蚀产物成分以及锈层的耐蚀性。结果 暴露3个月时,动态暴露下SPHC钢的腐蚀速率和锈层厚度均大于静态暴露试样,在暴露6个月时被静态暴露试样反超。随后,动静态暴露下SPHC钢的腐蚀速率均缓慢下降,锈层厚度逐渐增加。动态试样表面检测出静态试样表面未检测到的β-FeOOH和SiO2,动态试样自腐蚀电流小于同期的静态试样,锈层电阻则相反。结论 由于动态暴露过程中服役环境不断变化,导致SPHC钢初期腐蚀产物中含有β-FeOOH和SiO2,增大初期试样表面的反应活性区域,加速初期腐蚀。随着暴露时间的延长,β-FeOOH和SiO2虽然使得SPHC钢难以形成如静态暴露般均匀致密的锈层,但是提高了锈层电阻,增强了SPHC钢的耐蚀性,抑制了腐蚀反应的发生。     

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。     

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.     

碳钢和耐候钢在南沙海洋大气环境中的初期腐蚀行为

采用腐蚀失重法、宏观形貌观察法、SEM、XRD、白光干涉及拉伸实验等分析手段对碳钢Q235和耐候钢Q450NQR1在南沙大气环境下的初期腐蚀行为进行了研究。结果表明,Q235和Q450NQR1在南沙大气环境中的初期腐蚀比万宁及西沙等海洋大气环境中的腐蚀严重,2种钢的朝天面都比朝地面腐蚀严重,朝地面的锈层更容易脱落。暴晒2个月时,Q235和Q450NQR1的腐蚀失厚相近。暴晒5个月时,Q235的腐蚀失厚明显高于Q450NQR1的腐蚀失厚。2种钢在暴晒2个月时,朝天面和朝地面的腐蚀产物都主要为γ-FeOOH、α-FeOOH和Fe_3O_4;而暴晒5个月时,朝天面产物中出现了β-FeOOH,而朝地面β-FeOOH极少。朝天面的产物中Fe_3O_4相对含量少于朝地面,γ-FeOOH的相对含量多于朝地面。     

凝露状态下SO2对A3钢腐蚀机理的影响

采用红外光谱、电化学交流阻抗和扫描电镜等方法研究了大气中对金属腐蚀性最强的污染物SO2在凝露状态下对A3钢的腐蚀作用规律.结果表明,A3钢在加SO2试验环境中腐蚀失重随试验时间延长呈正指数变化规律;试样表面呈龟裂状腐蚀形貌,红外光谱的分析结果显示出腐蚀产物为FeSO4@7H2O、Fe2(SO4)3@9H2O和γ-FeOOH,还含有δ-FeOOH及少量的Fe(OH)2和Fe3O4.A3钢在未加SO2试验环境中腐蚀失重随时间呈直线变化规律;腐蚀产物主要为Fe2O3和γ-FeOOH;试样表面未形成连续的腐蚀产物膜.     

Q235钢海洋大气腐蚀暴露试验研究

采用Q235钢在海南万宁距海岸95m、25m和海洋平台3个暴露点进行了半年大气腐蚀暴露试验,同时持续监测各暴露点空气中的氯离子含量.利用视频显微镜观测样品锈层的腐蚀形貌,采用比浊法测定腐蚀产物中氯离子含量,使用FTIR光谱仪分析锈层的物相组成.结果表明,样品的朝阳面和背阳面腐蚀形貌存在较大差异,各暴露点样品腐蚀深度与各点空气中及锈层中的氯离子含量密切相关,腐蚀产物的主相为γ-FeOOH和Fe3O4,次相为α-FeOOH和δ-FeOOH.     

周期干湿浸条件下P265GH钢和Q235钢的大气腐蚀行为简

以NaCl+NaHSO3为腐蚀介质,通过浸渍干湿复合循环实验及腐蚀失重分析,并利用SEM,XRD和FTIR技术,研究了Q235碳钢和P265GH低合金钢的大气腐蚀行为。结果表明,两种钢的腐蚀遵从相同的动力学规律,腐蚀产物中均存在大量致密的α-FeOOH和非晶态δ-FeOOH,锈层具有很好的保护性,使得腐蚀速率降低。实验开始阶段两种钢的腐蚀量基本相同,但随着腐蚀的进行两者差距增大,P265GH低合金钢较Q235碳钢的失重小、锈层致密、耐腐蚀性好。     

Q235钢在海水淡化一级反渗透产水中的腐蚀行为

采用旋转挂片和SEM, EDS及IR分析研究Q235钢在海水淡化一级反渗透产水中(RO)的腐蚀速度和腐蚀产物变化规律,并利用动电位扫描、电化学阻抗法研究腐蚀过程及腐蚀反应控制步骤。结果表明,Q235钢在海水淡化一级反渗透产水中腐蚀速度在48 h内迅速增大至1.4 mm/a,其后保持稳定。锈层初期为γ-FeOOH薄层,随时间延长逐渐转为由Fe₃O₄构成的内锈层及由γ-FeOOH和α-FeOOH构成的外锈层。腐蚀过程受阴极控制,初期腐蚀阻力达到最大,其后由于大量γ-FeOOH在酸性条件下极易转化为对腐蚀反应没有阻滞作用的Fe₃O₄,腐蚀阻力迅速减小,腐蚀速度迅速增大,当Q235钢表面γ-FeOOH生成和转化达到平衡后,腐蚀阻力保持稳定,腐蚀速度也不再发生变化。     

EH36级平台钢耐海洋大气腐蚀性能

采用干湿交替周期浸润腐蚀试验模拟了三种设计的EH36级平台钢在海洋大气环境中的腐蚀行为。结果表明,降低碳含量并且提高铬含量有利于腐蚀锈层致密化,且腐蚀产物主要为对耐蚀性比较有益的α-FeOOH和γ-FeOOH,此类腐蚀产物在腐蚀后期能够明显抑制腐蚀速率的继续增长。     

船板钢耐海洋大气腐蚀性能研究

采用周浸加速腐蚀试验技术,结合电子探针以及XRD物相定量分析等手段对比研究了船板钢F690、F460和普通Q235B C-Mn钢在模拟海洋大气环境中(3.5wt%NaCl水溶液)的耐腐蚀性能。结果表明,F690钢形成的锈层表面平整,除锈后未发现明显的点蚀坑存在,内外锈层分明,锈层较致密,且在内锈层中检测到Cr和Mo的明显富集,其年腐蚀速率也相对较低。F460钢锈层中也观测到少量的Cr元素的富集。Q235B的锈层疏松,内外锈层没有明显分界。船板钢锈层都是由α-FeOOH、β-FeOOH、γ-FeOOH和Fe3O4组成的。F690钢中物相α-CrxFe1-xOOH含量较多,Mo分布于内锈层的裂纹处,使内锈层更加致密。     

耐候钢表面锈层稳定化处理技术研究

目的解决耐候钢裸露使用初期锈液流失导致污染环境的问题。方法制备了耐候钢表面锈层稳定化处理溶液。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,研究了在模拟工业大气环境下,表面处理溶液对耐候钢锈层结构及耐腐蚀性能的影响。结果表面处理后,耐候钢的开路电位由处理前的-0.395 V降低到-0.475 V,表面快速生成一层连续致密的氧化层。加速腐蚀16 d后,耐候钢的腐蚀速率由未处理时的0.209 mg/(cm^2·d)降低到表面处理后的0.106 mg/(cm^2·d),降低了约49%;锈层的自腐蚀电位由未处理的-0.216 V提高到处理后的-0.073 V,提高了约66%,自腐蚀电流密度由未处理时的7.41μA/cm^2降低到1.58μA/cm^2,降低了约79%。随着腐蚀时间从1 d延长至16 d,处理后的耐候钢锈层中α-FeOOH的质量分数由2.96%增加到4.46%,增加了51%,γ-FeOOH的质量分数由2.06%降低到1.65%。表面处理后的耐候钢锈层中,Cu和Cr元素在锈层与基体结合处和锈层内部发生富集。结论处理溶液降低了耐候钢表面的开路电位,可使耐候钢快速生成致密且连续的锈层,锈层中Cu、Cr元素富集促进了γ-FeOOH向α-FeOOH的转化,提高了锈层电化学保护性能,降低了后期腐蚀速率,缩短了稳定化进程。     

不同NaCl浓度对耐候钢腐蚀产物的影响

对Q450耐候钢在不同浓度NaCl溶液中模拟海洋大气环境进行了周期浸润试验.采用光学显微镜、扫描哇镜和X射线衍射仪对钢的腐蚀形貌、锈层截面和腐蚀产物进行了观察和分析.结果表明:随着NaCl浓度的提高,锈层变得疏松多孔;不同浓度NaCl溶液中主要腐蚀产物相同,均为γ-FeOOH及少量Fe3O4.     

A517Gr.Q海工钢在模拟海洋飞溅区的腐蚀行为研究

利用失重法和SEM、EDS、XRD、FT-IR等分析技术研究了A517Gr.Q海工钢在模拟海洋飞溅区干湿交替环境下的腐蚀行为以及环境湿度的影响。结果表明：在飞溅区干湿交替环境下,A517钢的腐蚀较为严重,在敞口和半封闭两种模拟环境(实验箱平均环境湿度分别为(62±5)%、(83±5)%)下腐蚀失重均随着时间的延长而增大,平均腐蚀速度都是先增大后趋于平稳。腐蚀产物均是由γ-FeOOH、β-FeOOH、α-FeOOH和Fe₃O₄组成。在62%RH环境下电解液膜的停留时间短,干/湿状态变化程度更加彻底,样品表面生成了更多的腐蚀产物,同时生成了较多具有高阴极氧化活性的β-FeOOH,锈层疏松多孔,表现为不均匀的全面腐蚀,材料的腐蚀程度较为严重。而在83%RH环境下,产物膜中生成了更多致密均匀的Fe₃O₄,对侵蚀性Cl-具有一定的阻挡作用。     

含SO_2大气中20碳钢腐蚀产物的演变

采用模拟大气腐蚀系统,利用OM,SEM,XRD和局部交流阻抗测试(LEIS)等研究了20碳钢在高湿度SO_2大气环境中腐蚀产物的形态变化和生长过程.结果表明,20碳钢表面首先生成Fe(OH)_2膜,Fe(OH)_2膜在酸性介质中发生破裂形成头部为绿色的丝状物,丝状物沿晶界腐蚀并向铁素体内生长;空气中SO_2,O_2和H_2O不断进入破裂的Fe(OH)_2膜内,导致Fe不断溶解并形成FeSO_4巢穴,FeSO_4与O_2和H_2O作用在巢穴内生成FeOOH堆积物,最后形成胞状腐蚀产物.随腐蚀时间的延长,胞状腐蚀产物增多,锈层阻抗增加,腐蚀产物层厚度不均匀;继续腐蚀,腐蚀产物变得均匀致密SO_2含量越高,胞状物增加越快.     

碳钢在吐鲁番干热大气环境中的腐蚀行为

通过现场暴晒实验研究碳钢在吐鲁番干热大气环境中的腐蚀行为和机理。Q235和Q450钢在吐鲁番干热大气环境中经过1 a暴露后,Q235钢的腐蚀速率大于Q450钢。结合扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线衍射(XRD)等分析测试手段,研究了两种碳钢表面的腐蚀产物,两者的腐蚀产物主要为α-FeOOH,γ-FeOOH和Fe3O4。Q235钢中γ-FeOOH与α-FeOOH含量的比值较高,其腐蚀产物疏松,耐蚀性较差。而Q450钢中γ-FeOOH与α-FeOOH含量的比值较低,其腐蚀产物相对致密,耐蚀性较好。去除腐蚀产物后,通过体视学显微镜观察发现,Q235钢的表面产生大量密集腐蚀坑,且腐蚀坑深度和体积都大于Q450钢表面腐蚀坑。     

湿热工业-海洋大气中铝对桥梁钢耐蚀性的影响

通过周期浸润加速腐蚀试验、腐蚀失重试验、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、电化学测试等方法,研究了湿热工业-海洋大气环境中,铝对桥梁钢耐蚀性的影响。结果表明:试验钢的腐蚀过程遵循幂函数分布规律,锈层以向内生长为主;铝具有强化铁素体组织、抑制腐蚀产物结晶和促进具有保护作用的细晶氧化物膜生成等优势,有利于提高试验钢的耐蚀性,但铝氧化物容易与含硫酸发生反应,使锈层中形成较多的锈巢和裂纹;随腐蚀时间的延长,裂纹增多,锈巢增大,锈层结构不断被破坏,到腐蚀后期,生成垂直裂纹,加速了腐蚀性粒子的入侵,最终导致腐蚀速率上升,钢基体腐蚀恶化。