带锈碳钢在流动海水中的长期腐蚀行为

将Q235碳钢在流动海水中浸泡280 d,利用失重法和多种腐蚀电化学方法研究了其在浸泡过程中的腐蚀规律.结果表明,与静止海水浸泡相比,在流动体系长时间浸泡后,电极表面几乎不存在疏松的黄色锈层,而被一层致密的黑色腐蚀产物所覆盖;失重法测得的腐蚀速率随腐蚀时间延长呈现减小的趋势,并最终趋于稳定,与静止海水相比,流动海水中的腐蚀速率高出约1倍;电化学方法测得的腐蚀速率则随浸泡时间的延长而增大,与失重法的结果之间存在较为明显的偏差,并且浸泡时间越长,这一偏差越明显.长期浸泡后,碳钢表面的锈层对电化学测试结果产生影响,是导致电化学方法不能准确评估腐蚀速率的原因.     

电化学方法研究锈层覆盖下碳钢的腐蚀规律

分别采用失重法与电化学方法(包括极化曲线、线性极化法和电化学阻抗技术)研究了碳钢在海水中浸泡48周的腐蚀规律。结果发现,短期浸泡在海水中的碳钢,表面生成的腐蚀产物薄且疏松,长期浸泡后,锈层逐渐分为两层:外锈层薄且疏松,内锈层厚且致密。短期浸泡,失重法与电化学方法得到的腐蚀规律一致,腐蚀速度逐渐减小并且数值相近,此时电化学方法可以用来准确的估算碳钢的腐蚀速度。长期浸泡,电化学方法测定的腐蚀速度转为逐渐增大,偏离了失重结果,并且锈层越厚偏差越大,此时电化学方法会过高估算腐蚀速度。     

溶液酸碱度对锌包钢腐蚀行为的影响

采用极化曲线、电化学阻抗谱和全浸失重法研究了锌包钢接地材料和Q235钢在不同pH值的江西赣州红壤模拟溶液中的腐蚀行为。结果表明:在pH值为6、7、8的三种红壤模拟溶液中,随pH值的增大,锌包钢腐蚀速率减小;随着浸泡时间的延长,腐蚀速率先减后增。锌包钢与Q235钢对比发现,锌包钢最小腐蚀速率呈现的时间长于Q235钢,锌包钢的腐蚀速率约为Q235钢的1.5倍,而耐点蚀性能则约为后者的4倍。     

输电杆塔材料在模拟海岸-工业复合环境中的大气腐蚀行为研究

研究了输电杆塔材料Q235、Q420、SQ420NH以及Q235镀锌钢在模拟海岸-工业环境中的大气腐蚀行为。四种材料的大气腐蚀速率由腐蚀失重法获得。利用XRD、SEM分析腐蚀锈层。结果表明:对于Q235、Q420和SQ420NH三种碳钢,前期腐蚀失重相差不大;腐蚀后期,SQ420NH开始表现出耐候性特点,耐蚀性优于Q235和Q420。三种碳钢的腐蚀产物主要为γ-FeOOH和α-FeOOH。随着腐蚀时间的延长(720 h),γ-FeOOH逐渐向α-FeOOH转变,锈层的致密度增加。腐蚀初期,Q235和Q420腐蚀产物形貌分别为棉花球状和片状,SQ420NH腐蚀产物形貌则为棉絮状。腐蚀后期,三种碳钢腐蚀产物演变为更多棉花球状。Q235镀锌钢腐蚀产物密实,孔洞、蚀坑数量较少,具有较好的保护性。     

压力辅助固态成形法制备钢板表面铝涂层

目的 获得厚度可控的Fe–Al合金层,提高Q235钢板的耐腐蚀性能和成形加工性能。方法 通过创新涂层制备方法,以Q235为基体金属,以铝箔为镀层金属,采用压力辅助固态成形法在Q235钢板表面制备耐腐蚀铝涂层(AlP/Q235)。通过三点弯曲实验研究AlP/Q235的成形性能,通过全浸泡腐蚀失重实验、电化学实验分析研究AlP/Q235的腐蚀性能,利用扫描电子显微镜及其附带的能谱仪对铝涂层弯曲变形后的显微结构、微观组织和元素组成进行表征。探讨压力辅助固态成形铝涂层对基体的保护行为,并阐明铝涂层的腐蚀防护机理。结果 在采用压力辅助固态成形法制备的铝涂层钢板中,铝箔与Q235基体实现了冶金结合,生成了厚度大约为44 mm的Fe–Al合金层,合金层主要由“颗粒状”的FeAl3和“锯齿状”的Fe2Al5相层组成。通过三点弯曲试验测得AlP/Q235的弯曲强度为255 MPa,与Q235相比,提高了11.8%。在NaCl(质量分数为3.5%)溶液中全浸泡腐蚀25 d后,AlP/Q235的平均静态腐蚀速率为0.21 mg/(dm.d),约为Q235的1/10。在NaCl(质量分数为3.5%)溶液中浸泡,并进行电化学实验,测得AlP/Q235的电流密度Jcorr为1.583 μA/cm²,约为Q235的1/27。结论 采用压力辅助固态成形法制备的AlP/Q235,获得了厚度可控的Fe–Al合金层,有效提高了其耐腐蚀性能和成形加工性能。     

Q235钢在模拟海水全浸区腐蚀行为的研究

为了研究Q235钢在海水中的耐腐蚀性及腐蚀机理,采用静态浸泡试验方法,研究了Q235钢的腐蚀速率、局部腐蚀形貌、腐蚀断面形貌,并对腐蚀层成分进行分析。结果表明:Q235钢在模拟海水全浸区的腐蚀速率先降低,然后略有升高,再略微降低,最后趋于稳定,其抗腐蚀能力较好;腐蚀先出现点蚀,最后形成连续的腐蚀层;腐蚀层分为两层:内锈层是Fe3O4、α-FeOOH、γ-FeOOH、β-FeOOH的混合物,外锈层是γ-FeOOH。     

690 MPa级耐候桥梁钢在模拟工业大气环境下的腐蚀行为研究

采用周期浸润加速腐蚀实验和电化学方法,结合场发射扫描电镜 (FE-SEM)、X射线衍射 (XRD)、电子探针 (EPMA) 等表面测试技术研究了 690 MPa 高性能耐候桥梁钢在模拟工业大气环境中的腐蚀行为。结果表明,在腐蚀初期,以贝氏体为主的Q690qENH钢的耐蚀性优于含有铁素体和珠光体组织的Q235钢;在腐蚀后期,Q690qENH钢腐蚀速率逐渐减小且远低于Q235钢,Q690qENH钢锈层中Cu、Cr、Ni合金元素的富集提高了锈层的致密性和稳定性,对腐蚀性介质的抵抗作用更强,锈层保护性参数 α/γ*更大。电化学结果也表明,Q690qENH 钢的锈层电阻及线性极化电阻更大,保护作用更强,因此在模拟工业大气环境中耐蚀性明显优于Q235 钢。     

Q235钢在薄液膜下腐蚀行为与图像信息的相关性研究

研究了大气腐蚀环境下Q235钢腐蚀行为,通过图像处理获取锈层组成的信息。将电化学监测和图像分析相结合,通过提取图像特征参数,并与电化学信息进行对比分析,研究Q235钢在薄液膜下腐蚀行为与图像信息的相关性。结果表明,Q235钢大气腐蚀始于珠光体,出现局部区域优先腐蚀特征;随着腐蚀进行,出现均匀化特征。丝束电极分析表明,随着时间增加,Q235钢腐蚀电位降低,腐蚀电位标准差减小,阳极区域不断扩大。神经网络图像分析表明,随时间增加,锈层中α-FeOOH的含量增加,对氧的扩散出现阻挡作用,促使局部腐蚀向均匀腐蚀转变。腐蚀行为与图像特征信息具有相关性,即与局部腐蚀向均匀腐蚀转变进而速率减缓相对应,表面出现完整腐蚀产物层。     

Q235和Q345钢在红沿河大气环境中的腐蚀行为

通过大气暴露腐蚀试验、失重分析、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等方法研究了Q235和Q345钢在红沿河大气环境中的腐蚀行为。结果表明:Q345钢在初期的腐蚀速率大于Q235钢的,随着曝晒时间的增加,两种钢的腐蚀速率趋于一致。在曝晒18个月时,腐蚀速率的下降出现平台期。红沿河工业海洋性大气环境的腐蚀等级为C3级,SO2和Cl-的协同作用体现为:在低碳钢锈层中形成了可溶性硫酸盐,从而形成了贯穿锈层的裂纹,减弱了低碳钢锈层的保护性作用。     

桥梁钢Q345q在3种模拟大气环境中的腐蚀行为研究

选择3种模拟西北地区大气环境的腐蚀介质(除冰盐介质、工业大气介质及除冰盐+工业大气介质),采用干湿交替加速腐蚀实验研究了桥梁钢Q345q的腐蚀行为,通过失重法探讨了桥梁钢Q345q在3种不同腐蚀环境下的腐蚀动力学曲线,并采用XRD、SEM和电化学工作站等分析了桥梁钢Q345q腐蚀不同时间形成的锈层物相、形貌、结构及其电化学特性。结果表明:虽然在除冰盐介质中480 h内腐蚀速率小,但表面形成含有β-FeOOH和氯化物等不稳定可溶性的腐蚀产物,导致锈层疏松,腐蚀电流增大,锈层不具保护性;在NaHSO_3介质中的腐蚀速率较高,但随着腐蚀时间的延长锈层致密性增加,腐蚀速率下降较快,锈层阳极稳态腐蚀电流减小,锈层具有保护性;而在混合介质中腐蚀行为为耦合效应,由于氯化物等腐蚀产物使得锈层致密性下降,但锈层仍具有一定的保护性。     

Q235钢在北京土壤环境中的腐蚀行为

通过现场实验(1,2和2.5 a)和电化学阻抗谱(EIS)的测试,并结合腐蚀形貌宏观观察,SEM,XRD及失重法对Q235钢在北京土壤环境中的腐蚀行为及机理进行了研究。结果表明：现场埋样1,2和2.5 a的Q235钢的腐蚀特征均表现为全面腐蚀,且局部点蚀程度严重。随埋样时间的延长,Q235钢的腐蚀速率先增加后略有减小, 其平均点蚀深度和最大点蚀深度均增加。腐蚀产物均主要由α-FeOOH,β-FeOOH,γ-FeOOH及γ-Fe₂O₃组成。随埋样时间的延长,α-FeOOH相对含量有所增加,腐蚀产物层的致密性及连续性有所改善,但腐蚀产物层不具有良好的保护性。     

Electrochemical techniques for determining corrosion rate of rusted steel in seawater

Corrosion rates of mild steel for long-term immersion were estimated by electrochemical and weight-loss methods. The results showed that application of electrochemical methods yielded erroneous values. The main reason was that, β-FeOOH, produced after long-term immersion with high electrochemical activity in the inner rust layer, exerted significant influence. In electrochemical tests, even small polarization can make β-FeOOH participate in cathodic reaction, which leads to overestimating corrosion rate. In order to confirm it, electrochemical behaviour was studied in aerated and deaerated conditions to investigate the effect of rust layers on reduction reaction. After calibration, the electrochemical measurement result was coincided with the weight loss.     

滨海电厂水系统碳钢管道的腐蚀控制

针对某滨海电厂海水及海水反渗透产水管道的腐蚀现象,采用失重法、扫描电镜、X射线衍射及电化学测试,对比研究了碳钢在其中的腐蚀差异。结果表明:在海水中锈层抑制氧的传递,对碳钢起保护作用;在反渗透产水中锈层起大阴极作用,加速基体腐蚀。实际工程中,海水反渗透产水比海水对碳钢管道更具侵蚀性。重新矿化反渗透产水是降低其腐蚀性的有效方法;另外,可考虑采用更耐蚀的不锈钢、碳钢衬塑管等作为管材。     

中性介质中Q420qD高强桥梁钢的腐蚀行为

通过中性盐雾腐蚀试验、电化学测试等手段研究了Q420qD超低碳贝氏体高强桥梁钢和其对比材料F500L-Z普钢在中性介质中的腐蚀行为.结果表明:Q420qD超低碳贝氏体高强桥梁钢的耐腐蚀性优于F500L-Z普钢;其电化学阻抗值随金属材料浸泡时间的延长而增大,说明随着浸泡时间的延长,金属材料表面锈层不断加厚,逐渐增加了阻挡电解液对金属材料的侵蚀及金属材料表面金属原子失去电子向溶液中迁移的过程.     

微生物对碳钢海水腐蚀影响的电化学研究

通过在现场海水中暴露制备带微生物的试样,用电化学测量技术研究了微生物对碳钢海水腐蚀速度和腐蚀机制的影响。碳钢在海水中的腐蚀速度经历下降-稳定-上升的变化趋势。微生物主要是内锈层中的硫酸盐还原菌(SRB),其可加速碳钢的腐蚀。当内锈层中SRB的加速腐蚀作用大于锈层的缓蚀作用时,碳钢的腐蚀速度出现上升趋势。碳钢在海水中的腐蚀可分为氧扩散控制、过渡和SRB活性控制3个阶段。     

Galvanic Corrosion of a Carbon Steel-Stainless Steel Couple in Sulfide Solutions

The galvanic corrosion behavior of carbon steel-stainless steel couples with various cathode/anode area ratios was investigated in S ²⁻-containing solutions, which were in equilibrium with air, by electrochemical measurements, immersion test, and surface characterization. It is found that the galvanic corrosion effect on carbon steel anode increases with the cathode/anode area ratios, and decreases with the increasing concentration of S²⁻ in the solution. A layer of sulfide film is formed on carbon steel surface, which protects it from corrosion. When the cathode/anode area ratio is 1:1, the potentiodynamic polarization curve measurement and the weight-loss determination give the identical measurement of the galvanic corrosion effect. With the increase of the cathode/anode area ratio, the electrochemical method may not be accurate to determine the galvanic effect. The anodic dissolution current density of carbon steel cannot be approximated simply with the galvanic current density.     

显微组织对桥梁钢模拟海洋潮差区腐蚀行为的影响

对采用不同热处理工艺的桥梁钢在3.5%NaCl溶液中和人工海水中分别进行了极化曲线测量和周期浸润加速腐蚀试验,采用失重法和腐蚀产物分析研究了腐蚀演化规律。结果表明,经回火处理后,桥梁钢的组织由粒状贝氏体非平衡组织向回火索氏体平衡组织转变,晶粒细化、组织更为均匀,因此具有更好的耐腐蚀性能。经过640℃回火处理后的钢耐腐蚀性最佳。周期浸润腐蚀试验中的锈层能对钢基体起到一定的保护作用,但轧态粒状贝氏体组织钢外锈层中FeOOH的α/γ比较低、内锈层的α-Fe较高,锈层保护性较差。     

添加双氧水对高强度低合金钢在海水中腐蚀影响的研究

通过动电位极化、激光Raman光谱、XRD和旋转环盘电极实验研究了高强度低合金钢在天然海水和含有0.01 mol/L H₂O₂的海水中的腐蚀规律,探讨了高强度低合金钢在加速体系与天然海水中的腐蚀机理。结果表明,添加H₂O₂使高强度低合金钢的自腐蚀电位正移、析氢电位负移、极限扩散电流密度增大,但锈层的相组成与天然海水中锈层组成相同。在2种体系中,钢的氧还原过程均为二电子反应控制过程。H₂O₂的添加明显加快了高强度低合金钢的腐蚀速率,但是不改变材料腐蚀机理。     

覆有短期腐蚀产物膜的X80钢的电化学行为

将X80钢放入酸性鹰潭土壤模拟溶液中浸泡30 d使其表面形成短期腐蚀产物膜,采用SEM,EDS和XRD对腐蚀产物膜的表面形貌、元素和物相组成进行测试与分析,通过极化曲线和电化学阻抗方法考察腐蚀产物膜对X80钢电化学腐蚀行为的影响。结果表明：与X80裸钢相比,腐蚀产物膜作用下的X80钢的自腐蚀电位更负,自腐蚀电流密度更大。这是因为产物膜主要由Fe₃O₄和β-FeOOH组成,短期形成的Fe₃O₄产物膜存在很多微小孔洞和微裂纹等缺陷,为溶液中侵蚀性Cl^-的吸附和滞留提供了潜在场所,同时也增大了基体和腐蚀介质反应的有效面积;而产物膜中的β-FeOOH抗Cl^-侵蚀作用很弱,且参与了阴极还原反应。这些因素的综合作用导致覆有短期腐蚀产物膜的X80钢在酸性土壤模拟溶液中表现出更大的腐蚀速率。