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。     

厚规格X70管线钢焊接接头盐雾腐蚀行为

通过金相显微镜、扫描电镜对厚规格X70管线钢焊接接头进行中性盐雾试验(NSS试验)腐蚀产物形貌进行观察,采用EDS、XRD分别对腐蚀产物进行面扫描和物相分析。结果表明,盐雾腐蚀过程先发生点蚀,点蚀逐步发展成全面腐蚀。Cl-引起点蚀,点蚀导致裂纹的产生。腐蚀产物成分均匀,主要由铁的氧化物、氯化物和氢氧化物组成。腐蚀速率随着腐蚀时间的延长变缓慢,腐蚀过程中Cl-易穿过外层疏松的腐蚀产物与基体发生反应,而最内层致密的腐蚀产物膜对腐蚀介质的进一步扩散起到阻挡作用,减缓了反应速率提高了耐蚀性。     

稀土对碳钢耐大气腐蚀性能影响

通过实验室加速腐蚀试验一周期浸润试验及盐雾试验，采用失重法测腐蚀率，SEM观察腐蚀产物的表面形貌和断面形貌，XRD测定腐蚀产物的物相组成，研究稀土对碳钢耐大气腐蚀性能的影响。结果表明：稀土的加入可以提高碳钢大气耐蚀性能。     

6005A铝合金的表面损伤对其耐海水腐蚀性能的影响

以6005A铝合金商品实际产生的表面少缺陷、多缺陷试样,以及作为比较的完全去除商品表面膜的人工磨制的三种不同表面状态试样为研究对象,研究铝合金商品表面的实际损伤对其耐海水腐蚀性能的影响及其腐蚀电化学行为.通过场发射扫描电镜和激光共聚焦扫描显微镜对具有不同表面状态的6005A铝合金表面形貌和粗糙度进行了表征,表明铝合金商品实际产生的表面缺陷主要为划伤,体现在随着表面缺陷的增多,表面粗糙度Ra明显增大,表面粗糙度Ra大小可以定量描述表面损伤的严重程度. 6005A铝合金在NaCl质量分数3.5%的模拟海水溶液中发生全面腐蚀和点蚀,表面缺陷越多,粗糙度越大,耐蚀性越差;电化学测试结果表明,表面缺陷越多,粗糙度越大,腐蚀电位越低,腐蚀电流密度越大,耐蚀性越差. 6005A铝合金表面损伤对其耐海水腐蚀性能产生影响的原因为:表面损伤造成铝合金商品原表面膜被破坏,表面缺陷越多,粗糙度越大,表面膜的破坏和表面塑性变形越严重,铝元素会因为被活化而迅速溶解,有着更高的腐蚀速率,而缺陷较少表面有较为均匀致密的氧化膜,对基体有着较好的保护性.      

AZ31镁合金在海洋大气环境中的腐蚀行为

通过室外大气暴露试验,研究了AZ31镁合金在万宁和青岛2个海洋大气环境试验站点1～5年的腐蚀规律,用失重法测定了腐蚀速率,并用SEM和XRD分析了5年后表面腐蚀形貌和腐蚀产物的组成。研究表明,AZ31镁合金暴露在海洋大气环境5年后的腐蚀动力学符合幂函数规律,万宁站的腐蚀速率高于青岛站,且腐蚀速率都随暴露时间的延长而降低,但青岛站腐蚀速率降低幅度更大,腐蚀产物膜对基体保护作用较万宁站强;AZ31镁合金暴露在万宁站和青岛站5年后的腐蚀速率分别为37.6和13.5μm·a-1,腐蚀产物以MgCl2,MgCO3,MgSO3,MgSO4,Mg5(CO3)4(OH)2·8H2O和Mg2(OH)3Cl·4H2O为主;AZ31镁合金在海洋大气环境中不耐腐蚀,表面布满点蚀坑,相对湿度对镁合金较长周期的腐蚀有显著影响。     

B_4C粒度对粉末冶金法制备的B_4C/Al腐蚀行为的影响

在90℃、2 500μg/g和25 000μg/g的硼酸溶液中对3种粒度区间B4C/Al样品进行了50天的均匀腐蚀试验。对腐蚀试样进行了增重和形貌研究。结果表明:样品腐蚀程度与颗粒粒度相关,粗颗粒样品腐蚀程度最大,细颗粒、中细颗粒样品腐蚀程度无明显差别;表面缺陷处优先腐蚀,随时间增加形成腐蚀坑;腐蚀产物为Al O(OH)与Al(OH)3;致密的Al(OH)3晶体结构可以起到减缓腐蚀的作用。     

化学法去除废旧硬质合金表面TiN涂层过程中的腐蚀行为

采用3D高景深显微镜、扫描电子显微镜和能谱分析,观察和分析废旧硬质合金表面的TiN涂层在K2C2O4+H2O2+NaOH介质中的腐蚀形貌和腐蚀产物,并研究TiN涂层的腐蚀类型及腐蚀机理。结果表明,废旧硬质合金试样在草酸钾和双氧水的碱性溶液中的反应时间超过2 h后,合金表面的TiN涂层能完全去除干净,去除时存在点腐蚀、缝隙腐蚀和均匀腐蚀等腐蚀类型。涂层中的钛以Ti(C2O4)22的形式溶解在溶液中,氮则以NH3的形式从溶液中释放出来。     

镀锌C-Mn-Al-Mo系双相高强钢盐雾腐蚀行为研究

通过盐雾腐蚀箱试验和扫描电镜研究了不同沉降量、不同盐雾时间对含铝双相高强钢失重速率和腐蚀行为的影响。试验结果表明:在不同的沉降量下,板材的腐蚀速率不同。随着沉降量的增加,钢板失重增加;随着盐雾时间的延长,腐蚀产物覆盖在镀锌板表面,阻碍了纯锌层与腐蚀液的接触,减缓了腐蚀的进行。由于双相钢中Mn元素等容易在表面聚集,造成纯锌层与基板的粘附性变差,在通过36h盐雾腐蚀后,带钢表面产生红锈的面积达到了75%。通过显微组织观察,腐蚀产物的形貌呈雪花状,主要成分是Fe3O4。     

L80钢在高气速湿气环境中冲蚀-腐蚀行为的环路实验

利用高温高压湿气环路研究了L80钢在高气相流速湿气环境中的腐蚀-冲蚀行为.利用腐蚀失重法测试了L80挂片在气速30 m·s-1,含水率0.0007%,CO₂分压0.5 MPa及55℃的工况下,分别在不同的腐蚀周期下的腐蚀速率.利用激光共聚焦显微镜对试样表面形貌进行了观察,利用扫描电子显微镜对腐蚀产物形貌进行观察,利用X射线衍射及能谱仪对腐蚀产物组成进行了分析.结果表明,L80钢在高气相流速湿气环境下腐蚀失重严重,腐蚀后试样表面出现大量的微小蚀坑,随着实验周期的延长蚀坑会不断长大.该工况下产生的腐蚀产物主要成分为Fe₃C和FeCO₃.      

铈对3003铝合金耐腐蚀性能的影响

通过盐雾腐蚀研究了铈对3003铝合金的耐腐蚀性能的影响,观察了宏观腐蚀形貌,采用扫描电镜和能谱分析仪观察腐蚀产物,利用失重法分析了不同铈含量条件下的3003铝合金的腐蚀动力学特征。结果表明,含0.4%铈的3003铝合金的耐腐蚀性能最佳。     

X80管线钢在海滨盐碱土壤模拟溶液中的耐腐蚀性能研究

采用失重法、电化学测试、SEM及XRD微观分析等方法,研究了X80管线钢在海滨盐碱土壤模拟溶液中的耐腐蚀性能。结果表明,在海滨盐碱土壤模拟溶液中,随着浸泡时间的增加,X80钢平均腐蚀速率明显下降,但总的腐蚀程度增加,钢基体表面由以全面腐蚀为主转为以点蚀为主;X80钢的阴极过程为氧的活化控制;腐蚀产物主要由FeOOH(表层)和Fe3O4(内层)组成;X80钢的耐蚀性及腐蚀形态与各试样表面生成的腐蚀产物膜的完整性和致密性有关。研究还发现氯离子含量是影响腐蚀的主导因素。     

TiAl/BN复合封严涂层的耐腐蚀性能研究

本研究采用大气等离子与真空等离子喷涂技术制备了Al/BN、Ti Al/BN两种金属和陶瓷复合型多孔涂层,用于航空发动机压气机部位的叶尖可磨耗封严。通过电化学测试和盐雾腐蚀实验对两种涂层的盐雾腐蚀性能进行了研究。结果表明,Ti Al/BN涂层的腐蚀电位明显高于Al/BN涂层(约450m V)。同时,在极化曲线测试过程中发现Ti Al/BN涂层出现了明显的钝化现象。经过960h标准盐雾腐蚀试验后,发现Al/BN涂层发生了较严重的腐蚀,而Ti Al/BN涂层仅发生轻微的腐蚀。腐蚀后涂层的XRD分析表明,Ti Al/BN涂层的腐蚀产物主要为Al(OH)3和Al O,没有发现Ti的腐蚀产物。Ti Al/BN复合涂层中形成的Ti Al合金是该涂层比Al/BN涂层更耐中性盐雾腐蚀的原因。     

AZ31镁合金及工业纯镁大气腐蚀行为研究

对AZ31镁合金和纯镁试样在大连地区海洋性气候中进行为期400 d的室外大气暴露实验,采用图像法计算腐蚀动力学方程,并分析了腐蚀产物的组成结构。结果表明,AZ31镁合金和纯镁试样进行为期400 d的大气暴露实验后,试样表面覆盖一层深灰色的腐蚀产物膜,试样表面腐蚀轻微的区域形成了一些孤立的"小岛","小岛"之间出现较深的蚀坑。AZ31和纯镁试样腐蚀面积分别占各自总面积的42.3%和65.0%。大气暴露实验后的AZ31试样腐蚀产物主要由MgO,Mg(OH)2,Al(OH)3,Al2O3以及Mg和Al元素的碳酸盐、硫酸盐和氯化物所组成。采用图像法统计计算的AZ31镁合金和纯镁试样腐蚀动力学遵循指数关系,H=C×tn。动力学方程分别为:HAZ31=0.403×t0.653,HP Mg=0.549×t0.665。暴露400 d后的AZ31和纯镁试样的腐蚀深度分别为20.2和29.3μm,后者是前者的1.45倍。     

7075铝合金不同晶粒度在3.5%NaCl溶液中耐腐蚀性能分析

通过热处理方法制备了晶粒度53、78、94、125μm的4组7075铝合金试样。利用交流阻抗谱和极化曲线研究比较了不同晶粒尺寸的试样在3.5%NaCl溶液中中短期电化学腐蚀行为,同时,对腐蚀产物及腐蚀机理进行了分析。结果表明,在3.5%NaCl溶液中浸泡1 h时,细晶粒7075铝合金试样的腐蚀速率比粗晶粒试样的小;浸泡14 d后,晶粒尺寸最小的试样表面只出现了微量的腐蚀产物,表面依然较为光华平整,随着晶粒尺寸的增大,腐蚀界面产物明显增多,其主要腐蚀产物为Al2O3,且存在少部分AlCl₃和ZnCl₃;在整个浸泡试验过程中,细晶粒试样具有更优异的耐蚀性能。     

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。     

TC11钛合金高温持久异常断裂分析

为分析TC11钛合金高温持久试样异常断裂原因,通过光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)观察分析高温持久异常断裂试样的断口及表面微观形貌,并用能谱仪进行微区成分分析。异常断裂试样表面发生明显氧化和多处开裂,试样断口边部存在多处深褐色氧化凹坑,断口外圆周凹坑处多发生沿晶断裂,心部为韧性断裂。试样表面裂纹区域含有Cl、Mg、Na等元素,是导致试样异常断裂的直接原因。Mg、Na、Cl等元素是由捆绑热电偶的石棉绳引入,在高温环境下试样表面发生热盐应力点腐蚀,随着高温持久试验应力的持续加载试样发生形变,点腐蚀凹坑处产生裂纹并迅速延伸导致试样异常断裂。采用镍铬丝捆绑热电偶时试样表面未发生热盐应力腐蚀,其对TC11钛合金持久性能的影响很小。     

22MnCrNiMo钢疲劳腐蚀性能研究

采用海水挂片试验和腐蚀疲劳试验对R4s(22MnCrNiMo)级钢的耐腐蚀机理和腐蚀疲劳性能进行了研究,腐蚀时间选择为30、60、90 d.结果表明:腐蚀初期,22MnCrNiMo钢的腐蚀机理为点蚀的局部腐蚀,随着时间的增加转变为点蚀的均匀腐蚀.当腐蚀时间到90 d时,试样表面已完全被花状腐蚀产物覆盖,整个腐蚀过程中,...     

热处理工艺对12Cr13不锈钢耐盐雾腐蚀性能的影响

对12Cr13不锈钢进行热处理试验,观察了试样的金相组织、碳化物形貌特征,测试了耐中性盐雾腐蚀性能及点蚀电位。结果表明:12Cr13正火及正火+350℃回火的耐盐雾腐蚀性能最佳,正火+750℃回火的耐盐雾腐蚀性能良好,正火+550℃回火的耐蚀性能显著恶化,对加工零件的最终热处理工艺应避开中温回火以保证其耐腐蚀性能。     

铝氮化硼封严涂层腐蚀性能

现役军用发动机广泛使用可磨耗封严涂层铝氮化硼以提高工作效率,发动机使用过程中涂层可能存在腐蚀。利用电化学分析技术以及中性盐雾试验等开展涂层的腐蚀行为研究,采用SEM、XRD分析腐蚀产物形貌及成分,分析表明铝氮化硼作为阳极优先发生溶解,粘结层镍铝所受到的腐蚀破坏很小,不会发生粘结层破坏。中性盐雾腐蚀后铝氮化硼涂层表面出现类似凝胶状物质,经XRD分析产物为白色无定形物Al2O3。     

带包铝层的LC4铝合金长期大气腐蚀行为研究

通过在半乡村、工业酸雨和海洋大气环境中为期20年的现场暴露试验,研究了带包铝层的LC4的腐蚀失重规律和机械性能损失情况,并利用金相显微镜、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和红外光谱仪(FTIR)分析了表面和截面的腐蚀形貌以及腐蚀产物组成.结果表明,LC4的腐蚀失重在工业污染和海洋大气环境中较大,在半乡村大气环境中很小,腐蚀失重随暴露时间的关系接近线性变化.带包铝层的LC4在3种大气环境中暴露20年后仍保持着优异的机械性能,且点蚀都未穿透LC4的包铝层.LC4在工业污染和海洋大气环境中的腐蚀产物都为水合氢氧化铝.