集装箱钢板在湿热海洋大气环境中的腐蚀行为

研究了集装箱钢板在西沙海洋大气环境中暴露不同阶段的腐蚀行为。采用SEM(EDS)、XRD研究了锈层形貌及成分,采用极化曲线研究了暴露不同阶段的腐蚀电化学行为。通过腐蚀深度测试,建立了腐蚀速率与暴露时间的幂指数关系,结合腐蚀形貌和产物分析,主要的锈蚀产物为γ-FeOOH、β-FeOOH。Cr和Cu合金元素也参与了锈层的形成,有助于提高锈层的致密性。电化学测试结果表明,耐候钢暴露不同阶段的腐蚀电流,3个月时值最低,6个月随后暴露时间增加,锈层不断增厚,起到对Cl~-的阻碍作用,降低腐蚀速率;之后随着暴露时间的增加,锈层出现脱落,腐蚀速率随之增加。     

碳钢和耐候钢在南京工业大气环境中的腐蚀行为

对碳钢和耐候钢在南京工业大气环境中的腐蚀行为进行了研究。主要采用大气暴晒方法进行腐蚀失重分析;通过微观形貌、EDS、电化学手段对锈层形貌、锈层合金元素、腐蚀过程进行分析。结果表明,暴晒1个月内耐候钢腐蚀速率较普碳钢略高,两种钢的锈层均以Fe_2O_3、γ-FeOOH为主;随着腐蚀的进行,耐候钢锈层中γ-FeOOH开始逐步向α-FeOOH转变,合金元素Cr、Cu在锈层析出,锈层晶粒细化,锈层的钝化区间更宽,钝化电流密度更低。因此,从暴晒2个月后至16个月结束,耐候钢锈层具有更好的保护能力,其腐蚀速率低于普碳钢。     

300M超高强钢在中性盐雾环境中的腐蚀行为及机制

为了研究300M超高强钢在中性盐雾环境中的腐蚀行为及腐蚀机制,采用失重法,宏观、微观腐蚀形貌分析,三维表面轮廓分析及电化学分析的研究方法,来表征腐蚀实验现象并进行分析。结果表明:300M超高强钢在中性盐雾环境中的腐蚀产物为FeOOH、Fe_2O_3、Fe(OH)_3和Fe_3O_4;腐蚀速率随着腐蚀时间逐渐降低,腐蚀后期(72 h)腐蚀速率降低50%;腐蚀初期以点蚀为主,点蚀坑通过横向扩展,逐渐发展为后期的均匀腐蚀,腐蚀表面形貌呈沟壑状;外腐蚀层对基体的保护能力很弱,Cr元素在锈层靠近基体的一侧偏聚使内腐蚀层具有一定的抗腐蚀性。     

X120管线钢在酸性土壤模拟溶液中的均匀腐蚀行为

选用我国华南地区酸性土壤的典型代表——鹰潭土壤为腐蚀介质,按照GB12124-88标准,采用失重法测量了X120管线钢在模拟溶液中的短期均匀腐蚀速率,并用电化学方法同步测量了各时间段的瞬时腐蚀速率;采用SEM和XRD观察并分析了试样经过480 h腐蚀后表面锈层形貌及腐蚀产物组成。结果表明,用线性极化曲线模拟法能较好地预测腐蚀速率,发现以FeOOH和Fe3O4为主的内锈层能较好地阻碍腐蚀过程的进行。随着时间的推移,X120管线钢的阴极腐蚀过程由最初的浓差极化控制为主逐步转变为以活化极化控制为主的均匀腐蚀。     

中空夹层混凝土电杆用高强耐候钢腐蚀行为研究

使用室内加速腐蚀试验、XRD分析、电化学方法等测试方法研究了AYNH 420、SQNH 420两种耐候钢的腐蚀行为。使用失重测试的方法确定了两种试验钢的腐蚀速率,研究了试验钢的腐蚀动力学;通过对耐候钢锈层微观形貌、结构的表征,确定了两种钢锈层的成分和结构;并使用动电位极化曲线和交流阻抗谱的方法对耐候钢的腐蚀机制进行了探索。结果表明:同等条件下,SQNH 420的腐蚀速率低于AYNH 420;耐候钢的主要锈层产物是Fe3O4、α-FeOOH、β-FeOOH和γ-FeOOH等。锈层的组织结构分为内外两层,能起到保护作用的是附着性好,结构致密的内层。随着腐蚀时间的延长,腐蚀产物的增多,耐候钢的腐蚀倾向降低,电极反应由电极控制向扩散控制转变。     

300M超高强钢在中性盐雾环境中的腐蚀行为及机制

摘要：为了研究300M超高强钢在中性盐雾环境中的腐蚀行为及腐蚀机制，采用失重法，宏观、微观腐蚀形貌分析，三维表面轮廓分析及电化学分析的研究方法，来表征腐蚀实验现象并进行分析。结果表明：300M超高强钢在中性盐雾环境中的腐蚀产物为FeOOH、Fe2O3、Fe(OH)3和Fe3O4；腐蚀速率随着腐蚀时间逐渐降低，腐蚀后期（72h）腐蚀速率降低50%；腐蚀初期以点蚀为主，点蚀坑通过横向扩展，逐渐发展为后期的均匀腐蚀，腐蚀表面形貌呈沟壑状；外腐蚀层对基体的保护能力很弱，Cr元素在锈层靠近基体的一侧偏聚使内腐蚀层具有一定的抗腐蚀性。     

耐候冷镦钢在模拟海洋大气环境中的腐蚀行为

采用腐蚀失重法、宏观形貌观察、SEM、XRD、电化学测试对耐候冷镦钢在模拟海洋大气环境中的腐蚀行为进行了研究。结果表明，在模拟海洋大气腐蚀环境下，耐候钢表面锈层随腐蚀时间由浅黄色依次向棕黄色、红棕色转变；锈层截面形貌由薄而疏松且不连续演变为厚而致密且均匀分布；锈层微观形貌显示，表面锈层存在相对平滑、不规则圆形花状结构、闭环的环形巢结构、毛绒状结构等4个演变状态，但致密的毛绒状结构锈层对基体的保护能力明显提高；腐蚀产物主要由Fe₃O₄、γ-FeOOH、α-FeOOH组成，腐蚀初期主要是致密的Fe₃O₄,腐蚀中期开始形成γ-FeOOH,腐蚀后期γ-FeOOH逐渐溶解并还原形成稳定的α-FeOOH,可对基体提供良好的保护作用；电化学分析显示：腐蚀24～72 h,耐候钢的阴极电流密度呈线性增大，且趋于稳定。耐候钢的腐蚀深度损失与腐蚀时间呈幂函数关系；受腐蚀过程不同腐蚀产物的影响，腐蚀速率呈现先增长后下降的变化规律。     

海洋大气环境下低碳稀土钢耐腐蚀性能的研究

通过大气暴晒实验研究了海洋大气环境下低碳钢和稀土钢的腐蚀行为.结果表明,稀土元素有利于提高碳钢耐海洋大气的腐蚀性能.采用SEM、XRD以及电化学方法对腐蚀产物进行研究.发现稀土钢锈层组织缺陷较少,能有效阻挡腐蚀性离子侵入.稀土可以促进腐蚀产物中活性物相向α - FeOOH转化,并能细化锈颗粒,提高铁锈中非晶相比例.     

铜对碳钢耐大气腐蚀性能的影响

通过实验室干湿周浸加速腐蚀试验，研究了模拟工业大气环境下，合金元素Cu对碳钢耐腐蚀性能的影响。利用XRD测定腐蚀产物的相组成，通过SEM观察腐蚀试样表面及截面形貌。结合失重法及电化学方法对Cu提高碳钢耐腐蚀性能的机理进行研究分析。结果表明：Cu对碳钢耐腐蚀性能具有明显的促进作用，添加025％的Cu使碳钢的腐蚀速率明显下降，腐蚀抗力平均提高65％以上，含铜钢的腐蚀产物主要由稳定的aαFeOOH及少量γ-FeOOH构成，锈层较碳钢锈层更加致密，腐蚀电流较小。     

稀土元素Ce对2A12铝合金在苛刻环境中腐蚀性能的影响

选择添加稀土Ce的含量分别为0%, 0.25%的2A12铝合金为研究对象,采用了室内周期浸润腐蚀加速模拟实验来模拟酸性苛刻的海洋大气环境,结合电化学测试手段,研究了稀土Ce对2A12铝合金在含Cl~-海洋大气模拟环境中的腐蚀行为的影响。通过扫描电镜(SEM)和能谱(EDS)观察了铝合金的第二相形貌并分析了其元素组成,分析了稀土Ce的加入对第二相的影响:采用扫描电镜观察试样表面除锈后的腐蚀形貌与腐蚀480 h后的锈层形貌,分析了稀土Ce的加入对试样表面腐蚀形貌的影响:采用失重法测量试样的腐蚀量,分析稀土Ce的加入对试样的腐蚀动力学规律的影响,并采用电化学阻抗技术分析了2A12铝合金腐蚀后的电化学行为。实验结果表明,稀土加入后2A12铝合金中形成了含稀土的新相,随着周浸时间的延长,腐蚀产物增多,形成连续锈层。稀土的添加使得2A12铝合金的腐蚀产物明显减少且腐蚀锈层减薄。添加稀土Ce后, 2A12铝合金的失重量明显降低。稀土Ce的加入使得2A12铝合金阻抗模值显著增高。     

耐候钢和碳钢在竖直方向上的腐蚀行为

为研究耐候钢和碳钢在竖直方向上的腐蚀行为,利用干湿循环腐蚀试验,模拟研究了耐候钢和碳钢在表面受到雨水反复冲刷的条件下,竖直方向上不同位置的腐蚀行为特征以及锈层的形成和演变。结果表明,耐候钢试样和碳钢试样在干湿循环一定周期后,上部腐蚀程度较轻,底部腐蚀程度较重,而中部的腐蚀程度则随竖直方向位置的下移而明显加重;碳钢试样底部的腐蚀程度随腐蚀时间的延长而加重,但耐候钢试样底部的腐蚀至一定程度后几乎不再继续;碳钢试样锈层形貌随竖直方向位置的下移而逐渐粗化,锈层形态和致密度变化较小,耐候钢试样的锈层形貌则随竖直方向位置的下移而逐渐细化,锈层形态由球状变为块状,致密度明显增加,这也导致了耐候钢的锈层电阻明显高于碳钢的锈层电阻;在干湿循环过程中,湿润时间会影响腐蚀产物的类型,湿润时间较短时,腐蚀产物以β-FeOOH为主,随着湿润时间的延长,腐蚀产物逐渐向γ-FeOOH转变。     

湿热海洋大气中SO2污染对Q235B钢腐蚀行为的影响

 以NaCl和NaHSO3为介质,采用干/湿周浸加速腐蚀试验、腐蚀失重分析、XRD、SEM等,研究了湿热海洋大气中SO2对Q235B钢腐蚀行为的影响。结果表明,SO2污染使Q235B钢的腐蚀明显加重。污染前后,Q235B钢的腐蚀过程均遵循幂函数[W＝Atn]的分布规律,腐蚀产物均由非晶和少量Fe3O4、α-FeOOH、β-FeOOH、γ-FeOOH晶体组成,但参数[A、][n]值和晶体数量并不相同。Cl－和SO2在腐蚀过程中具有协同作用,但作用机理不同。Cl－会阻止腐蚀产物吸附,并促使其脱落,进而阻止保护性锈层形成;而SO2在酸化过程中会与钢基体和锈层反应,进而破坏锈层结构,加剧钢的腐蚀。SO2还能抑制β-FeOOH并促进α-FeOOH的生成,进而抑制Cl－的破坏作用并改善锈层的稳定性;但随锈层增厚,SO2的抑制作用减弱,内锈层随之变疏松。     

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。     

Cr-Ni-Cu系低合金铸钢在海洋大气环境中的腐蚀行为

为满足桥梁支座用铸钢在海洋大气环境下的耐蚀性要求,设计了2种成分的Cr-Ni-Cu系耐腐蚀低合金铸钢。采用周浸加速腐蚀试验、实地大气暴露试验考察试验钢在海洋大气环境中的腐蚀行为,并结合扫描电镜、XRD、电化学手段分析了合金元素对锈层和电化学行为的影响。结果表明,2种成分的Cr-Ni-Cu系低合金铸钢的耐蚀性均较好,随着时间延长,耐蚀铸钢腐蚀率下降并达到稳定,而对比钢种20MnSi腐蚀率保持下降趋势,未达到稳定状态。周浸腐蚀316h后耐蚀铸钢与20MnSi腐蚀率差距变小;Cr元素在内锈层中呈条带状富集,有效阻碍了Cl-的扩散,Ni的加入提高钢的自腐蚀电位,促进γ-FeOOH向α-FeOOH的转化,增加锈层稳定性;Cr、Ni、Cu的复合加入增大了铸钢的电荷传递电阻,提高了耐蚀性。     

低合金耐候钢在含氯离子环境中的腐蚀行为

利用干湿周浸加速腐蚀实验对比研究了低合金钢A588和SPA-H在含氯离子环境下腐蚀行为,并利用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射和电子探针等方法分析了Ni、Mn对于低合金钢腐蚀行为的影响.结果表明:实验钢锈层中的物质主要由α-FeOOH、γ-FeOOH和Fe₃O₄组成,但其含量存在差异;Ni元素在内锈层含量高于外锈层,Mn元素在锈层的孔洞处富集;内锈层的致密程度高于外锈层;提高合金元素Mn和Ni的含量,可以提高内锈层的致密性,从而提高低合金钢的耐蚀性能.      

Corrosion Behavior of Rusted 550 MPa Grade Offshore Platform Steel

 The corrosion behavior of a rusted 550 MPa grade offshore platform steel in Cl- containing environment was investigated. The results revealed that the corrosion process can be divided into initial stage in which corrosion rate increased with accumulation of corrosion products and later stage in which homogeneous and compact rust layer started to protect steel substrate out of corrosion mediums. On the contrary, structural analysis of rust layers by X-ray diffraction showed that α-FeOOH increased from 1. 3% to 3. 6% and the Fe3O4 increased from 1. 0% to 1. 5% while γ-FeOOH reduced slightly according to corrosion time increased from 30 cycles to 73 cycles. The results of electron probe microanalysis indicated that Cr concentrated mainly in the inner region of the rust, inner/outer interface especially, whereas Ni and Cu were uniformly distributed all over the rust after 73 corrosion cycles. According to electrochemical measurements, it was found that the corrosion rate of rusted steel reduced from 0. 61 mm/a after 45 cycles to 0. 34 mm/a after 85 cycles, 44. 3% reduction approximately, and Rrust values increased with increment of corrosion time. Therefore, formation of compact inner rust layer and enrichment of Cr are important to improve corrosion resistance of offshore platform steel.     

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...     

低碳钢在湿热工业海洋大气中的腐蚀特征

以0.1 mol·L-1NaCl+0.01 mol·L-1 NaHSO₃溶液为腐蚀介质,采用干/湿周浸加速腐蚀实验、腐蚀失重、X射线衍射、扫描电镜和能谱分析等方法,研究了湿热工业海洋大气中低碳钢的腐蚀行为.结果表明:实验钢的腐蚀过程均遵循幂函数d=Atn分布规律,钢种不同,常系数A、n的值不同;腐蚀产物主要由非晶物质和少量Fe₃O₄、α-FeOOH、β-FeOOH、γ-FeOOH晶体组成.所得锈层可分为主体锈层和界面疏松带两部分,由内至外锈层中Fe、O含量梯度变化很小.Cl-、SO₂与水分的长期协同作用会导致内锈层结构变差,而添加稳定性或耐蚀性较高的元素可以改善锈层质量,进而增强钢材的耐腐蚀性能.      

pH值对Q235钢在模拟酸性土壤中腐蚀行为的影响

通过腐蚀失重计算、扫描电镜、X射线衍射方法、极化曲线分析等手段,研究了pH值对Q235钢在模拟酸性土壤中腐蚀行为的影响.在模拟酸性土壤环境中,Q235钢的腐蚀速率随土壤pH值升高而降低,经360 h腐蚀后,在pH值为4.0、4.5和5.1的土壤中试样的腐蚀速率分别为0.68、0.48和0.42 mm·a-1.随土壤pH值升高,Q235钢锈层更为致密,其表面蚀坑由窄深型发展变为宽浅型发展.腐蚀产物均为SiO₂、α-FeOOH、γ-FeOOH、Fe₂O₃及Fe₃O₄,随土壤pH值升高,腐蚀产物中α-FeOOH/γ-FeOOH质量比升高.极化曲线分析表明,随土壤pH值升高,Q235钢腐蚀电位升高,自腐蚀电流密度降低,试样腐蚀速率减小.      

Corrosion Resistance of High Performance Weathering Steel for Bridge Building Applications

 The mechanical properties, corrosion resistance and microstructures of high performance steel (HPS) was investigated by tensile testing machine, Charpy V-Notch (CVN) testing machine, cyclic immersion corrosion tester, XRD, optical microscopy (OM), scanning electron microscopy (SEM), and electron probe micro-analyzer (EPMA). The results showed that significant differences existed in the tensile strength, yield strength and impact toughness between HPS and PCS. After 72 h cyclic immersion accelerated corrosion test, the inner rust layer on HPS was composed of α-FeOOH phase and denser than that on PCS that was a mixture of α-FeOOH and Fe3O4. The rust formed on HPS provides better protection and HPS has lower corrosion rates than PCS. Copper and chromium in HPS enrich in the rust layer and enhance the compactness of the rust layer. Based on the results of the accelerated corrosion tests and rust layer analysis, the roles of Cu and Cr against corrosion are discussed, providing HPS with chemical specification which has been industrially successful to produce weathering steel for bridge structure.