Q420qENH钢在模拟海洋环境中的腐蚀行为

通过周期浸润和长时浸泡试验模拟了海洋环境,利用腐蚀形貌观察和电化学分析等手段对耐候桥梁钢Q420qENH在模拟海洋环境中的腐蚀行为进行了研究,并与传统耐候钢09CuPCrNi进行了对比。结果表明:Q420qENH钢在模拟海洋环境中的耐蚀性优于09CuPCrNi钢的;周期浸润试验后,Q420qENH钢表面形成的锈层均匀致密、保护性较强;在模拟海洋环境中,随浸泡时间的延长,Q420qENH钢和09CuPCrNi钢的电化学阻抗先增大后减小,最后增大至相对稳定的值。     

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。     

Q690qENH钢暴晒两年的大气腐蚀性能

采用鞍钢生产的Q690qENH高强度耐候桥梁钢和对比试样Q345qE桥梁钢在鞍山和鲅鱼圈地区开展2年大气暴晒试验。利用失重法、电化学分析、锈层截面分析和XRD锈层物相分析等手段对暴晒后的试样进行了研究。结果表明,Q690qENH在鞍山和鲅鱼圈2年的腐蚀速率分别为0.014 6mm/a和0.018 2mm/a,Q345qE在鞍山和鲅鱼圈2年的腐蚀速率分别为0.018 1mm/a和0.026 3mm/a,Q690qENH的耐蚀性优于Q345qE,Q690qENH在海洋大气环境中的自防护效率较高;Q690qENH的阳极过程受到更显著的阻滞,阳极电流小于Q345qE;Q690qENH钢中合金元素铜、镍、铬的局部富集促进保护性锈层形成;具有保护作用的内锈层是Q690qENH高强度耐候桥梁钢的耐蚀性好于Q345qE桥梁钢的主要原因。     

Q500qENH特厚桥梁钢板及其焊接接头的耐腐蚀性能

采用周期浸泡腐蚀试验技术,结合电子探针以及XRD物相分析等手段,研究了桥梁钢Q500qENH及其焊缝和普通Q345B钢在模拟工业大气环境中(0.01 mol/L NaHSO3水溶液)的耐腐蚀性能。结果表明,桥梁钢内外锈层分明,锈层较致密,且在内锈层中检测到Cr有明显富集,其年腐蚀速率也相对较低。Q345B钢的锈层疏松,内外锈层没有明显分界。桥梁钢锈层都是由α-FeOOH、γ-FeOOH和Fe3O4组成的。桥梁钢中物相α-FeOOH含量较多,Cr分布于内锈层的裂纹处,使内锈层更加致密。     

耐候钢在2.0%NaCl中性溶液中的腐蚀过程

采用电化学阻抗谱技术研究了耐候钢Q400NQR1和09CuPCrNi在2.0％NaCl中性溶液中的腐蚀行为,建立了其腐蚀等效电路模型并分析了其相关电化学参数随时间的演化规律,结果表明,两种耐候钢的溶液腐蚀过程均可以分为四个阶段,即点蚀诱导期、点蚀发展期、腐蚀中期和腐蚀后期;Q400NQR1较09CuPCrNi具有较高的抗溶液腐蚀能力,前者在腐蚀的中期生成保护性较强的内层锈层,而后者形成的内层锈层难以稳定且易于出现均匀腐蚀的现象。     

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。     

09CuPCrNi耐候钢干湿交替加速腐蚀的锈层结构与形成机理

对09CuPCrNi耐候钢干湿交替加速腐蚀后的锈层进行观察与分析,探讨了锈层的形成机理。结果表明,09CuPCrNi钢干湿交替加速腐蚀的锈层包括紧贴基体的致密内锈层和疏松的外锈层两部分。随着腐蚀周期的增加,内锈层增厚,而且更为致密。通过对比锈层中各物相的含量分析,发现γ-Fe2O3在内锈层中的含量高于外锈层,这是内锈层比外锈层更加致密的原因。同时,内锈层中Cu、P、Cr等元素明显富集,可使其更容易形成相对稳定的γ-Fe2O3相。     

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为了考察开发钢Q450NQR1的耐候性,对其分别进行了实验室周期浸润试验和大气暴晒试验,试验结果表明,实验室周期浸润试验中,144 h腐蚀率相对Q345B减少了1/3,且Q450NQR1锈层中稳定的α-FeOOH含量较高,而Q345B钢较低;大气暴晒试验中,腐蚀初期Q450NQR1钢试样腐蚀率稍大一些,腐蚀后期,其表面形成稳定的致密锈层后,Q450NQR1钢的耐腐蚀性能开始体现。     

高强Q450NQR1货车车厢板耐腐蚀性能分析

为了考察开发钢Q450NQR1的耐候性,对其分别进行了实验室周期浸润试验和大气暴晒试验,试验结果表明,实验室周期浸润试验中,144 h腐蚀率相对Q345B减少了1/3,且Q450NQR1锈层中稳定的α-FeOOH含量较高,而Q345B钢较低;大气暴晒试验中,腐蚀初期Q450NQR1钢试样腐蚀率稍大一些,腐蚀后期,其表面形成稳定的致密锈层后,Q450NQR1钢的耐腐蚀性能开始体现。     

低碳微合金钢户外喷淋试验中耐蚀行为研究

采用快速水冷和空冷两种不同的轧后冷却制度得到强度范围在490~980MPa级的低碳微合金结构钢。用户外间断喷淋3.5%NaCl水溶液来模拟海洋大气腐蚀,对带锈试样进行电化学阻抗谱测试,并对锈层中腐蚀产物进行了观察分析。结果表明,不同强度级别的低碳微合金钢的长期耐腐蚀性能相近,并略优于商业化耐候钢09CuPCrNi。提高钢基体的组织均匀性有利于改善钢的初期腐蚀性能,在形成保护性锈层之前,基体腐蚀深度较小。少量颗粒细小相的存在。有利于提高钢基体与锈层的结合力;但大块珠光体的存在会危害钢的初期腐蚀性能,因此耐候钢09CuPCrNi初期腐蚀速率较大。     

首钢Q420qENH高性能耐候桥梁钢板的开发

针对传统桥梁钢板强度低,冲击韧性、焊接性能、耐蚀性能差的问题,首钢公司采用低碳成分设计、添加Ni、Cr、Cu耐候元素以及Mo、Nb元素,并优化了轧制和水冷工艺,开发出具有强韧性匹配和良好耐候性的Q420qENH耐候桥梁钢板。对Q420q ENH钢板的显微组织、力学性能进行了检测,同时采用周期浸润加速腐蚀试验对Q420qENH耐候桥梁钢板和Q420qE普通桥梁钢板的腐蚀失重和腐蚀速率进行了对比分析,研究了Q420qENH钢板的锈层形貌及成分。结果表明:Q420qENH耐候桥梁钢板组织为细小的M-A岛粒状贝氏体、准多边形铁素体和针状铁素体的混合组织,具有高强度、低屈强比和良好的低温韧性;其表面生成结构致密的α-FeOOH锈层,能够阻止钢板被进一步腐蚀,因此相同条件下其耐大气腐蚀性能是Q420qE普通桥梁钢板的2倍以上。     

Influence of carbon content and microstructure on corrosion behaviour of low alloy steels in a Cl containing environment

Corrosion behaviour of low alloy steels (A and B) with different carbon content was studied by a salt fog test and an outdoor test. A commercial weathering steel 09CuPCrNi was used for comparison. The corrosion resistance of steels A and B with homogeneous microstructures was better than that of the commercial weathering steel 09CuPCrNi in the salt fog test. Steel A with an ultra-low-carbon content had far less weathering resistance than the other steels in the outdoor test. Selective corrosion of large pearlite produces stress in initial corrosion product films. Uniform corrosion product films with few cracks tend to form on homogeneous microstructures such as ferrite and bainite, and this is advantageous for the formation of a compact rust layer in the initial stage of atmospheric corrosion. However, uniform microstructures will result in over even interfaces between rust layers and bases, which will lead to frequent peeling of rust layers from bases because stress is induced by large temperature fluctuations and wet-dry alternations. Protection of the rust layer on a low alloy steel is dependent on the rust density and the bonding performance of the rust-base rather than the proportion of the rust phase in the initial stage of atmospheric corrosion. These results indicate that homogenous microstructures, proper amounts of carbon content and fine carbon-rich phases that are produced by appropriate processes are beneficial for the corrosion resistance of steels.     

Abnormal relationship between rust particles size and rust layer compactness of weathering steels

In order to reveal evolution of the rust layer during atmospheric corrosion, commercial weathering steel (WS) 09CuPCrNi and a recently developed bainite WS were subjected to a salt fog test. The protection and compactness of the rust layer were evaluated by electrochemical analysis, absorption-desorption test, etc. The experimental results indicate that more compact rust layer could be derived from the rust particles with larger size. The well-established notion that the rust particle growth can induce the decrement of corrosion resistance of WS. However, the present investigation shows that the notion might not be universally accurate. The unusual result means that the rust particles might grow anisotropically during corrosion.     

The corrosion resistance of ultra-low carbon bainitic steel

The corrosion resistance of ultra-low carbon bainitic (ULCB) steel was compared with a weathering steel 09CuPCrNi through accelerated corrosion tests. The results indicated that the corrosion resistance was almost the same for ULCB and 09CuPCrNi based on the weight loss. It can be seen that the grain refinement did not deteriorate corrosion resistance property. The homogeneous microstructure, lower carbon content and random distributing ∑3 boundary could effectively increase the corrosion resistance of the ULCB steel. The characteristics of the rust layers indicated that the inner rust layer contained nanocrystalline Fe_3−xO₄ particles, while copper and chromium alloying additions were enriched at the rust layer and substrate interface in ULCB steel. These factors played important roles in forming a compact protective rust layer.     

Ni对耐候钢在模拟海洋大气环境下耐蚀性的影响

通过周期浸润加速腐蚀实验,研究了不同Ni含量的耐候钢在模拟海洋大气环境下的腐蚀规律.采用失重法评价耐候钢的耐蚀性,并利用扫描电镜 (SEM),X射线衍射(XRD) 和电化学方法对耐候钢表面生成的锈层进行了分析.结果表明,随着Ni含量的增加实验钢的耐蚀性逐渐增加,当Ni含量超过3%(质量分数) 其耐蚀性较对比钢提高了两倍;Ni的存在能够提高实验钢的自腐蚀电位,并促进保护性腐蚀产物α-FeOOH的形成;电化学阻抗测试结果表明,实验钢中Ni含量越多,实验钢的电阻越大,锈层的保护性越好.     

耐候钢新型表面锈层稳定剂处理及其耐3.5％NaCl溶液周浸腐蚀性能

目的解决耐候钢裸露使用初期锈液流挂与飞散的问题。方法制备了新型耐候钢表面锈层稳定剂,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海洋大气环境下,锈层稳定剂对耐候钢锈层结构及耐腐蚀性能的影响。结果表面锈层稳定化处理后,耐候钢表面生成的锈层区分为致密且连续的内锈层和外锈层。室内加速腐蚀168 h后,耐候钢的失重腐蚀速率由未处理的5.71 g/(m~2×h)降低到表面处理后的3.31 g/(m~2×h),失重腐蚀速率降低了约42%。耐候钢的锈层电阻由未处理的96?·cm~2提高到表面处理后的167.7?·cm~2,锈层电阻提高了约75%。表面处理后的耐候钢锈层中,Cr元素以α-(Fe_(1-x)Cr_x)OOH的形式存在于基体与锈层的界面处,Cr元素在内锈层与基体结合处发生聚集。结论新型锈层稳定剂可以明显改善耐候钢锈层结构,细化锈层晶粒,阻碍Cl~-的渗透,有助于耐候钢表面快速生成致密、连续且稳定的保护性锈层。     

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.     

Q500qENH高性能耐候钢在高架桥工程焊接技术与应用

耐候钢在国内迅速发展,但大多数使用Q345等级以下耐候钢,Q500等级及以上的耐候钢在工程上应用的比较少。文中在对国内耐候钢桥梁进行全面梳理的基础上,依托G109线(忠和傅家窑立交至八里湾)改扩建工程钢结构桥梁项目,对Q500qENH高性能耐候钢及相应焊材的耐腐蚀性能、碳当量等进行计算,分析其防腐和焊接性能。结果表明,钢材和焊接材料耐大气腐蚀系数(I)均大于6,说明其耐腐蚀性能良好;钢材碳当量(CE)大于40%,说明钢材强度增加的同时其焊接性能受到一定的影响;同时对Q500qENH高性能耐候钢采用焊条电弧焊和埋弧焊进行施焊,并进行外观检查、超声检测、力学性能试验及宏观金相试验等焊接工艺评定检验,分析和评价其焊接性能,总结出适用于Q500qENH高性能耐候钢的焊接工艺方法和焊接参数,以期为类似工程项目的焊接施工提供经验借鉴。 创新点： 采用Q500qENH高强度耐候钢作为钢结构组合梁下翼缘板,并分析总结适用于Q500qENH高强度耐候钢焊接工艺方法。     

晶粒尺寸对普碳钢耐工业环境下大气腐蚀性能的影响

用不同轧制及热处理工艺制备了化学成分相同而晶粒尺寸不同的3种普碳钢试样。采周浸、锈层横截面微观分析、交流阻抗测试等手段对晶粒尺寸与普碳钢耐工业环境下大气腐蚀性能之间的规律进行了研究,同时测定了不同晶粒尺寸的普碳钢在10％硫酸溶液中的极化曲线。结果表明,普碳钢晶粒尺寸从50um减小到4um,周浸加速腐蚀试验后锈层中裂纹和空洞的数量也相应减少,耐蚀性能提高;但极化曲线试验表明,晶粒细化可加速普碳钢在10％H2SO4溶液中的腐蚀速度。分析了晶粒尺寸对晶界局部阳极腐蚀电流密度的影响,对其影响耐蚀性的机理进行了讨论。