Q235和Q450钢在吐鲁番干热大气环境中长周期暴晒时的腐蚀行为研究

在吐鲁番干热大气环境中对Q235和Q450钢进行4 a大气暴晒实验。结果表明,两种钢表面均有较为明显的锈层,Q450耐候钢4 a的平均腐蚀速率为12 g·m~(-2)·a~(-1),Q235钢平均腐蚀速率为14 g·m~(-2)·a~(-1),Q450钢腐蚀速率相对较低,腐蚀坑深度较浅。腐蚀产物主要由α-FeOOH,γ-FeOOH和Fe_2O_3·H_2O组成,其中Q450钢腐蚀产物中α-FeOOH比例相对较高,腐蚀产物致密。电化学阻抗测试结果表明:Q450钢腐蚀产物电阻远大于Q235钢的,表面电荷转移电阻也大于Q235钢的,即Q450钢耐蚀性较好,腐蚀产物对基体保护作用相对较好。     

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。     

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。     

光照和暗黑条件对体育器械用Q235钢大气腐蚀行为的影响

对比分析了光照和暗黑条件下Q235钢腐蚀前后的质量变化,并对表面腐蚀产物的物相、表面腐蚀形貌和电化学性能进行了分析。结果表明,在相同的时间下,光照条件下Q235的腐蚀增重都要高于暗黑条件;随着腐蚀时间的延长,暗黑和光照条件下Q235钢的腐蚀失重都逐渐增加,在紫外光照条件下Q235钢的大气腐蚀速率明显要高于暗黑条件下的腐蚀速率;光照条件下Q235钢的表面腐蚀产物主要有α-Fe OOH、β-Fe OOH和γ-Fe OOH;而暗黑条件下的腐蚀产物主要为α-FeOOH和γ-Fe OOH;在相同的腐蚀暴露时间下,光照条件下Q235钢的耐腐蚀性低于暗黑条件下的耐腐蚀性。     

一种新开发的车体钢S500AW在户外大气环境中的腐蚀行为及寿命预测

通过大气暴晒试验结合室内加速腐蚀试验，研究了新开发的车体钢S500AW和用于对比的传统Q450NQR1钢及Q345B钢的早期腐蚀行为，采用扫描电镜(SEM)、拉曼光谱仪，分析了试验前后试样表面的腐蚀形貌和腐蚀产物成分。结果表明：在北京大气环境暴露初期，S500AW钢表面更为平整光洁，仅有少量尘埃颗粒附着物，耐蚀性更优异；腐蚀产物为Fe₂O₃和一定量的γ-FeOOH,随着腐蚀时间的延长，γ-FeOOH含量逐渐增加，钢的耐蚀性逐渐提高；以腐蚀质量损失数据为参照，建立铁路车辆车体用钢腐蚀试验方法和腐蚀寿命预测模型，通过灰色关联度分析方法，证实了周期浸润试验与户外自然环境大气暴露试验良好的相关性。     

阴极保护对Q235钢在兰州土壤中耐腐蚀性的影响

采用失重、SEM及XRD法,研究了阴极保护对Q235钢在兰州土壤中埋片4年后耐腐蚀性的影响.结果表明,施加阴极保护后Q235钢的耐蚀性远高于无阴极保护,有阴极保护时试片表面仅发生了较轻微的腐蚀,无阴极保护时Q235钢表面发生了明显的不均匀全面腐蚀和出现了大量的点蚀坑群;腐蚀产物的锈层主要由CaCO3和SiO2(表层)、Fe2O3和FeOOH(中间层)和Fe3O4(内层)组成,Q235钢的耐蚀性及腐蚀形态与钢表面生成的腐蚀产物膜的完整性和致密性有关;Q235钢在现场埋片过程中的阴极反应为氧的去极化反应;土壤中的含水量、C(1)-和CO32-对Q235钢的腐蚀起主导作用.     

Q235 钢在模拟海洋大气环境中的耐蚀性研究

目的研究Q235钢在海洋大气环境中的耐蚀性能,分析近海环境下Q235钢的腐蚀机理。方法采用盐雾试验、恒温恒湿试验等,模拟海洋大气环境,研究不同温度、相对湿度、氯离子含量下Q235钢的腐蚀规律,并利用表观腐蚀形貌分析、金相分析及XRD等技术手段,分析对应的腐蚀形貌和腐蚀产物。结果模拟海洋大气环境下,Q235钢腐蚀速率随温度升高而增加。随着氯离子含量增加,Q235钢腐蚀速率先增加后减小,当Na Cl质量分数为1.75%时,其腐蚀速率最大。相对湿度增大可以加速Q235钢腐蚀,相对湿度大于85%后,其腐蚀速率急剧增大。盐雾环境下,Q235钢的腐蚀类型为点蚀,主要腐蚀产物为Fe2O3和Fe3O4。结论海洋大气环境下,温度、相对湿度、氯离子含量均为Q235钢腐蚀的重要影响因素,腐蚀危害表现为点蚀穿孔,需要采取表面防护措施。     

同材料三电极体系研究接地网材料土壤腐蚀

采用电化学阻抗谱(EIS),以同材料三电极为测试体系研究了Q235钢、紫铜和热镀锌钢在土壤中的腐蚀行为,采用金相显微镜观察了腐蚀产物形貌,并比较了紫铜和热镀锌钢的耐蚀性。结果表明,Q235钢发生了较严重的腐蚀,腐蚀产物层疏松,腐蚀介质在产物层中浓缩,造成了Q235钢的点蚀;紫铜表面生成了致密的灰褐色钝化膜,膜层电阻随时间上升,在第9天时最高,之后维持稳定;热镀锌钢表面生成了淡黄色的疏松覆盖层,镀层电阻随时间先升后降,在第5天时最大,镀层具有一定的自修复功能。紫铜耐蚀强于热镀锌钢。     

NaCl颗粒沉积对Q235钢早期大气腐蚀的影响

在实验室模拟含有5×10-6(体积分数)SO2和1%(体积分数)CO2污染成分的大气环境,采用增重法研究沉积NaCl的Q235钢的初期大气腐蚀规律.用扫描电镜和X射线衍射分析腐蚀产物.结果表明,当Q235钢表面沉积NaCl时,在SO2、CO2和NaCl的协同作用下,导致Q235钢发生严重腐蚀,腐蚀产物主要是Fe3O4,其次为γ-Fe2O3,还存在有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。     

苯胺四聚体聚乙二醇嵌段共聚物在盐酸介质中对Q235钢的缓蚀性能

目的研究苯胺四聚体PEG两亲性嵌段共聚物(PEG-TA)对Q235钢在1 mol/L HCl介质中的缓蚀性能。方法采用静态失重测试、电化学测试、腐蚀表面形貌分析研究了自制的PEG-TA在1 mol/L HCl介质中对Q235钢的缓蚀性能,并探讨了其在Q235钢表面的吸附行为。结果红外和紫外表征表明,氨基封端苯胺四聚体和聚乙二醇为原料成功合成了两亲性嵌段共聚物PEG-TA。极化曲线研究表明,PEG-TA的加入明显可以抑制Q235钢在1 mol/L HCl介质中的腐蚀,且随着PEG-TA浓度的增加,缓蚀效果越好,在25℃的实验温度范围内,质量浓度为30 mg/L时,PEG-TA的缓蚀效率可以达到93.97%,属于阴极抑制为主的混合型缓蚀剂。电化学阻抗图谱研究表明,随着PEG-TA浓度的增加,Q235钢表面腐蚀反应的电荷转移电阻和膜电阻逐渐增大,钢表面缓蚀剂的含量和覆盖率增加,腐蚀抑制性增强。PEG-TA缓蚀剂分子在Q235钢表面的吸附遵循Langmuir等温模型,并且属于物理和化学混合吸附。SEM研究证明,在1 mol/L HCl中,PEG-TA可有效地抑制碳钢的腐蚀。结论 PEG-TA在1 mol/L HCl中有效提高了Q235钢的耐蚀性,是一种高效环保的缓蚀剂。     

几种接地网材料在土壤中的腐蚀特性研究

采用失重法、电解腐蚀和极化曲线测试等方法研究了紫铜、Q235钢和在Q235钢表面镀铜、镀锌及刷达克罗涂料等几种接地材料在渭南地区土壤中的腐蚀特性.研究结果表明:紫铜材料的耐蚀性最好,腐蚀速率在0.04 g/(m2.h)以下;Q235钢的耐蚀性最差,腐蚀速率大于0.28 g/(m2.h);镀铜和达克罗涂层的腐蚀速率与紫铜相近,约为0.04 g/(m2.h);镀锌层可以防止Q235钢的腐蚀,腐蚀速率比Q235钢下降约2/3;材料的腐蚀过程为电化学腐蚀控制.     

Q235碳钢在宜宾不同大气环境中的腐蚀行为

通过室外暴露试验和电化学测试,研究了电网设备主要金属材料Q235碳钢在四川宜宾地区不同大气环境中的腐蚀行为。结果表明：在四川宜宾A、B、C三个变电站环境中,Q235碳钢的平均腐蚀速率分别为19.68μm/a、41.40μm/a和28.75μm/a,其表面腐蚀产物主要由α-FeOOH、γ-FeOOH和Fe₃O₄组成,在B和C变电站环境中,Q235碳钢表面腐蚀产物中的α-FeOOH含量较高;在B变电站环境中,Q235碳钢的腐蚀电流密度最大,膜层电阻最小,说明其表面锈层对基体的保护性能较差。     

Q235钢在海水及海水淡化一级RO产水中的腐蚀特性研究

采用动态挂片实验,研究了Q235钢在海水及海水淡化一级RO产水中的腐蚀特性,并分析了试片表面的形貌及腐蚀产物成分,以探究Q235钢在一级RO产水中高速腐蚀的原因。结果表明:随时间的延长,Q235钢在海水中的腐蚀速度下降,并趋于稳定,而在一级RO产水中的腐蚀速度逐渐上升,并维持于高位;Q235钢在两种水体中的腐蚀产物,组分相同,但各组分的相对含量及变化趋势有很大差异;一级RO产水中,Q235钢生成的腐蚀产物为球状颗粒,没有海水中产生的针状腐蚀产物致密;一级RO产水的弱酸性促进γ-FeOOH迅速转化为导电氧化物Fe3O4,生成的锈层不连续,不能阻碍氧扩散过程的进行,这是导致Q235钢高速腐蚀的主要原因。     

温度对Q235钢在碱性土壤中腐蚀行为的影响

采用失重法、极化曲线和电化学阻抗谱研究了Q235钢在不同温度碱性土壤中的腐蚀行为。试验结果表明:Q235钢的极化电流密度随着温度的升高而增大,结合层电阻R_1和电荷转移电阻R_t逐渐减小,提出了该体系的等效电路图。     

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。     

300M超高强度钢在模拟海洋环境中的腐蚀行为研究

采用模拟海水全浸区的浸泡实验和模拟海洋大气区的中性盐雾实验,结合宏观和微观形貌、三维形貌、腐蚀产物分析以及电化学阻抗谱(EIS)和动电位极化曲线(PDP)测试,研究了起落架用300M超高强度钢在模拟海洋环境中的腐蚀行为以及pH对其电化学行为的影响。结果表明：300M超高强度钢对p H的变化敏感,随着p H的降低,开路电位正移;阳极过程始终由活性溶解控制,阴极过程由氧还原为主转变为析氢反应为主;容抗弧半径下降,电荷转移电阻下降,腐蚀电流密度上升,腐蚀加快。失重法得出的腐蚀速率说明在盐雾环境中比人工海水环境中的腐蚀更为严重;两种环境中的腐蚀产物均主要由α-FeOOH、γ-FeOOH、α-Fe2O3和Fe3O4组成;腐蚀呈现均匀腐蚀的特征。由于氧浓度和Cl-浓度的差异导致300M超高强度钢在两种环境中的腐蚀电化学和腐蚀产物沉积过程改变,从而腐蚀行为出现差异。盐雾环境中供氧充足,同时试样表面覆盖的薄液膜促进了腐蚀产物沉积使腐蚀更为严重。     

Q235钢在不同浓度碳酸氢钠溶液中的有氧腐蚀行为

利用电化学测量技术、表面表征技术和失重实验研究了Q235低碳钢在同一溶解氧不同浓度NaHCO₃溶液中的活化/钝化行为。研究表明,Q235钢在浸泡初期和后期,腐蚀行为显著不同,尤其是在低浓度NaHCO₃溶液中,这与样品表面覆盖的腐蚀产物有关。在高溶解氧条件下,HCO₃^-浓度影响低碳钢的腐蚀动力学。当HCO₃^-浓度较低时,低碳钢腐蚀反应主要受电荷转移过程控制;而在高浓度NaHCO₃溶液中,腐蚀反应则主要受扩散过程控制。HCO₃^-通过影响 Q235 钢表面腐蚀产物形态及致密度进而影响 Q235 钢的腐蚀速率。随HCO₃^-浓度的增加,腐蚀产物致密度增加,保护性增强,Q235钢腐蚀速率降低。     

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。     

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。