海水间浸下45钢/B10电偶对的电化学研究

海水干湿交替的间浸环境会加速电极表面的腐蚀。采用动电位极化、电化学交流阻抗(EIS)及激光拉曼光谱等分析方法研究了45钢/B10电偶对在海水间浸工况下的腐蚀及其产物,并与海水全浸进行对比。结果显示:45钢电偶对在海水间浸下的腐蚀较严重,B10电偶对在海水间浸下的腐蚀速率较大,生成的腐蚀产物膜较厚;45钢电偶对锈层在海水全浸下的主要成分是α-Fe2O3和α-FeOOH,在海水间浸下的主要成分是α-Fe2O3和γ-FeOOH;B10电偶对锈层在2种工况下的主要成分有CuO,Cu2O和CuCO3.Cu(OH)2。结果表明,电偶对在海水间浸环境下的腐蚀较严重,这主要与电极表面的状态变化有关。     

23Co14Ni12Cr3Mo超高强钢在模拟海水环境中的腐蚀行为

采用模拟海水干湿交替气氛的周期浸润腐蚀、模拟海水大气环境的中性盐雾腐蚀及模拟海水全浸区的全浸腐蚀三种加速腐蚀实验方法以及电化学阻抗谱技术进行了23Co14Ni12Cr3Mo超高强钢在海水模拟环境下的腐蚀行为。采用扫描电镜和X射线衍射方法对腐蚀形貌及腐蚀产物组分进行分析研究。结果表明:在模拟环境加速腐蚀实验中,23Co14Ni12Cr3Mo超高强钢腐蚀产物可分为外层锈层γ-FeOOH和内层锈层α-FeOOH,通过模拟三种海水环境的腐蚀速率得出干湿交替环境中的耐腐蚀性最差,腐蚀均是从点蚀开始,慢慢扩大,由局部腐蚀逐渐发展成均匀腐蚀。     

耐候钢锈层组织成分及其耐腐蚀机制分析

过去对耐候钢耐腐蚀性机理的研究,锈层初期生长因素考虑较少.模拟工业大气环境的周期浸润实验室加速试验,对试验钢进行了腐蚀失重分析;通过扫描电镜、X射线衍射、阳极极化等手段对锈层进行分析.主要研究耐候钢和碳钢的锈层组织和电化学性能.结果表明:腐蚀初期耐候钢的锈层组织成分以α-FeOOH为主;碳钢的锈层组织成分以Fe2O3为主.α-FeOOH晶体枝晶纤细,锈层致密,具有保护性;Fe2O3枝晶粗大,锈层疏松多孔,不具有保护性;耐候钢锈层具有钝化作用,对基体有很好的保护性.     

E36钢的海水腐蚀模拟试验研究

青岛海域投样初期的24 h内,电联接长尺试样上的阴阳极交错出现,并非潮差区为阴极,海水全浸区为阳极,与公认的氧浓差电池引起潮差区钢样受阴极保护之说不相符.在试验室内用人造海水和3%NaCl溶液模拟潮差区钢样的腐蚀环境,对干湿交替试样与全浸试样间的电偶电流进行了研究,探讨了潮差区钢样受阴极保护的原因.结果表明:潮差区试样表面锈层由FeOOH和Fe_3O_4组成,海水全浸区试样表面锈层由FeOOH组成,这种锈层结构的差异直接产生了试样间的腐蚀电位差,使潮差区的钢样受到了阴极保护,最终导致长尺试样在潮差区的腐蚀速率降低.     

Q235碳钢在滨海盐土中的腐蚀形貌、产物及机理分析

对Q235碳钢在10%,20%和34%(水饱和)含水滨海盐土中一个月的腐蚀形貌进行宏观和微观形貌观察,计算不同含水条件下的腐蚀失重,并对腐蚀产物进行Raman光谱分析。结果表明:由于受扩散控制的影响,Q235碳钢在10%含水滨海盐土中的腐蚀失重最大,其形貌以局部腐蚀为主;含水量增加,腐蚀失重迅速下降,腐蚀形貌由局部腐蚀转变为均匀腐蚀。Q235碳钢在20%和34%含水滨海盐土中的腐蚀产物主要是α-FeOOH;受腐蚀产物表面脱水的影响,在10%含水条件下的腐蚀产物出现分层结构,内层主要成分是α-FeOOH,腐蚀产物中的Fe2O3和Fe3O4等多分布在α-FeOOH外。     

低成本Al-Ti-Cr高强耐海水腐蚀钢耐蚀性能研究

本工作以普碳钢为基体,添加Cr、Ti、Al等元素制备了新型低成本高强耐蚀钢,通过动电位极化、交流阻抗、周浸腐蚀实验和盐雾加速腐蚀实验研究了低成本Al-Ti-Cr高强耐蚀钢的耐海水腐蚀性能.结果表明:钢中的Cr能促进锈层向致密的α-FeOOH进行转变;Al和Ti提供阳极保护的同时,Al还能产生致密的Al2O3分散在锈层表面延缓腐蚀介质向基体的侵蚀,而Ti能够呈点状或者片状富集在锈层内部,对晶间腐蚀起到一定的保护作用,大幅度提高了耐蚀钢的耐蚀性能.     

模拟海洋大气环境下Cu和Cr对耐候钢耐腐蚀性能的影响

过去,合金元素对耐候钢海洋环境中的耐蚀性影响缺乏详细的论讨.选取Q235和5种不同Cu和Cr含量的耐候钢,在0.5%的NaCl溶液中模拟海洋大气环境进行周期浸润试验.研究结果表明:在Cl-存在的环境中,在碳钢的基础上单独添加Cr(0～3.0%)或单独添加Cu(0.25%～0.50%)都不能使钢的耐蚀性有显著的提高.单独提高耐候钢中Cr的含量,有助于抑制其在腐蚀初期的腐蚀速度,但对后期的腐蚀发展趋势不利;单独提高Cu的含量,有助于延缓腐蚀后期的发展趋势.当同时提高耐候钢中的Cu和Cr含量时,可使耐候钢得到较佳的耐大气腐蚀性能.XRD分析结果表明,合金元素对外锈层的成分影响不大,其主要大气腐蚀产物为γ-FeOOH,Fe3O4,γ-Fe2O3和少量α-FeOOH.     

907A钢材在间浸海水环境中的极化行为研究

本研究针对舰船主体材料907A钢所处的间浸海洋环境,在模拟20%间浸率工况下开展了6个周期干湿交替腐蚀条件下的阴极保护参数研究。通过对自然腐蚀和常规参数阴极保护两种状态下907A的动电位极化行为研究,确定了间浸条件下907A材料的腐蚀行为和阴极保护参数及其变化规律。研究结果表明,间浸工况比海水全浸腐蚀对结构材料具有更强的腐蚀性,间浸条件下907A材料的阴极保护电位应比传统的全浸状态下的阴极保护电位-0.85VCSE低,为获得在间浸条件下的最佳保护效果,优化的阴极保护电位建议为-0.90VCSE。     

新型Cu-Cr-Ni系耐海水腐蚀钢耐蚀性能及机理EI北大核心

针对海洋环境腐蚀特点,通过添加合金元素Cu,Cr和Ni开发一种新型船体用耐蚀钢(B-NS)。利用电化学实验、全浸实验和周浸实验对B-NS的耐蚀性能进行评估,同时通过扫描电镜和能谱对锈层截面形貌和成分进行分析。结果表明:合金元素的添加可有效降低B-NS钢的饱和电流密度和全浸以及周浸条件下的腐蚀速率,同时促进周浸条件下更加稳定、致密保护性锈层的生成。合金元素赋予B-NS钢优异耐腐蚀性能,主要表现在提高B-NS钢热力学稳定性,促进锈层生成以阻挡侵蚀性介质腐蚀基底和赋予锈层阳离子选择性,阻止Cl-渗透进锈层。     

低合金钢WNHS355和E36在海水中的腐蚀性能

为了研究低合金钢在海水区潮差带和飞溅带内氧浓差电流密度的分布及其生成的锈层的电化学致密性,采用电联接长钢样,在青岛海域进行了实海挂片,对WNHS355钢和E36钢在海水中的腐蚀性能进行了研究.海水腐蚀1 a的结果表明,WNHS355钢在全浸区、潮差区和大气区的腐蚀率均比E36钢小.50d的电偶电流测试表明,潮差带是阴极,钢得到了一定程度的保护,低潮位以下为阳极,钢加重了腐蚀.带锈试样的极化曲线表明,WNHS355钢在潮差区和飞溅带锈层的维钝电流密度明显小于E36钢,锈层的致密性比E36钢的好,对钢基的保护能力强,与腐蚀失重数据一致.     

十种船体结构钢的海水腐蚀行为

为分析902钢板建造的几型舰艇发生严重局部腐蚀的原因,应通过试验仔细考察钢材的耐海水腐蚀行为。本文详细地介绍了902等十种不同成分的船体结构钢在我国黄海、东海和南海三个海区为期四年全浸条件下的腐蚀试验结果,从中得出了不同成分,和不同海区对钢在全浸条件下的平均腐蚀速度无明显影响,但含镍、铬、铜和钼等合金元素的钢与不含上述元素的902等钢在锈层形态、局部腐蚀形貌和深度上有差异,前者比后者点蚀较密,孔径较小,深度较浅。此外,对钢的海水腐蚀锈层形态与腐蚀形为的关系及钢的海水局部腐蚀机理进行了探讨。     

Q235B钢在船舶尾气脱硫液中的腐蚀行为

碱液脱硫是当前尾气处理领域的研究热点,产生的脱硫液是一个新的腐蚀体系.为了探究船舶尾气脱硫液对Q235B钢的腐蚀影响,通过浸泡试验并结合失重法,研究了Q235B钢在船舶尾气脱硫液中的腐蚀行为,并利用SEM、EDS、EPMA和XRD对浸泡后样品的锈层结构、组成、元素分布以及表面形貌进行分析.结果表明:腐蚀初期,碳钢表面沉积一层墨绿色絮状腐蚀产物,微观结构为花瓣状,主要成分为Fe(OH) 2,Fe(OH)3、Fe2O3·H2O,腐蚀类型以全面腐蚀为主;随着腐蚀时间延长,腐蚀产物发生变化,腐蚀受到抑制;在腐蚀35 d后,腐蚀转而以点蚀为主,红褐色的腐蚀产物为团簇状且致密排布,主要成分为Fe2O3·H2O、Fe3O4、FeSO4·4H2O.基于试验结果,推导出Q235B钢在脱硫液中的腐蚀机理:腐蚀初期主要以吸氧腐蚀为主;随着时间延长腐蚀受到抑制,腐蚀以FeSO4的氧化水解形成酸、酸的循环再生机制进行.     

带氧化皮Q345q钢在模拟西北典型大气环境中的腐蚀行为研究

采用XRD、扫描电子显微镜、电化学技术、干湿交替腐蚀试验研究了Q345q钢的热轧氧化皮结构及其在三种模拟西北几种典型大气环境中的腐蚀行为,并探讨了不同介质环境下热轧氧化皮的破坏机理和锈层形成机理。结果发现,热轧氧化皮的相组成主要是Fe3O4和Fe2O3,氧化皮的结构为多孔状,并带有裂纹等缺陷;带氧化皮钢在进行干湿交替加速腐蚀实验后,虽然在NaHSO3溶液中腐蚀增重最高,但自腐蚀电位随腐蚀时间的延长增大,腐蚀后期自腐蚀电流密度减小,锈层保护性较好;而在除冰盐介质中的腐蚀速率最小,主要发生以Cl-为主的点蚀,形成"大阴极-小阳极"腐蚀特征,而且含有β-FeOOH、HFeCl4(H2O)6等腐蚀产物,导致锈层疏松脱落,锈层的自腐蚀电流密度增大,锈层不具保护性;在除冰盐+NaHSO3溶液中,既发生点蚀又伴随全面腐蚀,由于Cl-和HSO3-的协同作用,降低了一部分Cl-的自催化效应,但多数α-FeOOH是由β-FeOOH转化而来的,锈层保护性不强。     

DH36钢在模拟海洋环境干湿交替过程中的腐蚀行为

海洋环境中钢铁设备会受到严重腐蚀,浪花飞溅区的干湿交替状况下最为严重,对钢铁在该环境下腐蚀机理的研究很有必要。以模拟全浸区钢样作对比,利用扫描电镜和x射线衍射仪对DH36j海洋用钢试样的腐蚀形貌和腐蚀产物成分进行了分析,探讨了其在干湿交替过程中的腐蚀规律及其机理。结果表明：干湿交替DH36钢试样阴极过程的溶解氧还原的极限扩散控制特征基本消失,而受腐蚀产物还原为主的电荷传递控制;干湿交替钢样生成的腐蚀产物较多,锈层自身氧化剂的作用使得阴极电流变大,导致模拟干湿交替试样的腐蚀速率远大于全浸区试样的。     

珠光体组织对重轨钢U71Mn腐蚀行为的影响

通过实验室加速腐蚀试验研究了不同珠光体片层间距重轨钢在模拟大气环境中的腐蚀行为,采用场发射电镜、XRD、电化学测试等方法对重轨钢组织和腐蚀结果进行了表征.不同冷却制度下所得实验用U71Mn重轨钢珠光体片层间距为155 nm、241 nm、340 nm、446 nm.随腐蚀时间延长和珠光体片层间距减小,腐蚀失重和腐蚀速率明显下降,珠光体片层间距为155 nm时,腐蚀速率最小,为0.0014 mg·cm-2·h-1.四种试样锈层中均含有α-FeOOH、γ-FeOOH、Fe3O4,当珠光体片层间距减小到241 nm以下,α-FeOOH峰值明显增强,腐蚀产物中最先出现少量α-Fe2O3,锈层形貌较为致密.珠光体组织片层间距从446 nm减小到155 nm,形成致密的保护性锈层的时间从240 h提前120 h,内锈层厚度和致密性明显提高,腐蚀480 h后珠光体片层间距最小的实验钢腐蚀电流最小,腐蚀电位最大,抗大气腐蚀性能最好.     

弹簧钢热处理前后显微组织对抗腐蚀性能的影响

对不同成分弹簧钢热处理前后的试样进行盐雾腐蚀实验,测定试样的极化曲线,采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射(XRD)分析腐蚀产物的形貌及成分,研究热处理前后弹簧钢显微组织对其抗腐蚀性能的影响。结果表明:弹簧钢热处理前后的显微组织对其抗腐蚀性能有重要影响,尤其是钢的初期腐蚀行为。弹簧钢在NaCl水溶液中的腐蚀产物主要为β-FeOOH。珠光体+铁素体(少量)组织的钢与屈氏体组织的钢相比,腐蚀电位较高,腐蚀电流密度较大,初期的腐蚀速率较快,但是随着腐蚀时间的延长,前者的抗腐蚀性能要好于后者。这主要是由于珠光体组织中的Fe3C有锚固锈层的作用,使锈层致密不容易脱落,从而能在一定程度上阻碍腐蚀介质和O2与铁基体接触发生腐蚀反应。     

风电塔筒材料Q345D合金钢在模拟海洋大气环境下的腐蚀规律研究

为准确了解塔筒材料在酸性大气环境下的腐蚀规律并为海上风电塔筒结构防腐优化提供理论依据,利用干湿酸性盐雾试验模拟沿海大气环境,对Q345D合金钢腐蚀24,48,72,96,168,240,360,480 h,研究塔筒材料Q345D钢在该环境下的腐蚀规律.利用X射线衍射仪分析(XRD)、扫描电镜观察(SEM)、通过测定腐蚀失重率、电化学测试等方法对不同腐蚀时间后的Q345D试样进行分析.结果 表明:Q345D的腐蚀动力学曲线遵循幂函数规律,随着腐蚀时间的增加,Q345D钢的腐蚀速率呈增长性变化趋势,腐蚀前168 h内,腐蚀速率较快,168 ～ 240h时,腐蚀速率减缓,腐蚀320 h后,速率又开始缓慢增加;Q345D在沿海大气环境下的腐蚀产物主要有β-FeOOH、Fe2O3、γ-FeOOH、Fe3O4、α-FeOOH组成,腐蚀过程中少量α-FeOOH形成减缓了基体的腐蚀速率:带锈Q345D钢自腐蚀电位随腐蚀时间的延长呈现逐渐增加趋势,腐蚀前168 h内,自腐蚀电流密度逐渐增加,腐蚀速率增加,168～240 h内,自腐蚀电流密度减小,锈层保护性逐渐变好,此阶段内腐蚀速率降低,240 ～480 h内,自腐蚀电流密度增加,腐蚀速率加快.     

陕西土壤模拟液中3种典型接地金属材料的腐蚀行为

为了弄清3种典型接地金属材料(H62黄铜、Q235钢、镀锌钢)在陕西土壤中的腐蚀情况,采用失重法(外加电流浸泡)、电化学测试、扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)研究了其在陕西中部土壤模拟液中的腐蚀行为和电化学规律。结果表明:在有外加电流的模拟液中浸泡,随浸泡时间延长,Q235钢腐蚀速率逐渐变慢,镀锌钢表面镀锌层腐蚀较快,H62黄铜的腐蚀速率变化不大;Q235钢、镀锌钢、H62黄铜的腐蚀产物分别主要为α-FeOOH、β-FeOOH、Fe3O4,ZnO、Zn(OH)2、FeOOH、Zn5(CO3)2(OH)6和Cu2O、CuO、CuCl2;在含相同NaCl浓度的模拟液中,H62黄铜的耐腐蚀性能最好,镀锌钢的次之,Q235钢的最差。     

3%NaCl溶液中碳钢表面Fe3O4和α-FeOOH的形成机理

碳钢在海洋环境锈层中α-FeOOH和Fe3O4易引起高速腐蚀,为探讨其机理,对碳钢在3%NaCl溶液中浸渍和干湿复合循环试验后的锈层进行了红外光谱和扫描电镜分析,提出锈层中的γ-FeOOH和β-FeOOH可自动转化成α-FeOOH和Fe3O4;由γ-FeOOH形成的α-FeOOH和Fe3O4形成速度慢,晶粒小,有保护作用,由β-FeOOH转化而成的α-FeOOH和Fe3O4形成速度快,晶体颗粒大,结构疏松,没有保护作用.     

KH560处理对Al-Al2O3-硅烷复合涂层耐蚀性的影响

对热浸镀铝-阳极氧化后的45钢在6%(体积分数)KH560硅烷溶液中进行不同时间的封孔处理,在45钢表面形成Al-Al2O3-硅烷复合涂层,研究复合涂层的微观组织及其对45钢的耐蚀性能和45钢-30%(质量分数,下同)Cf/nylon6复合材料的电偶腐蚀的影响。结果表明:硅烷涂层密封了Al2O3涂层的孔隙,阻止腐蚀液侵蚀基体,提高了45钢的耐蚀性;同时Al-Al2O3-硅烷复合涂层良好的绝缘性能使45钢与30%Cf/nylon6之间的电偶腐蚀的驱动力减小,改善其电偶腐蚀抗力。经5 min最佳KH560工艺处理后,试样的自腐蚀电流密度较单一热浸镀铝试样下降了3个数量级,电化学阻抗提高了2个数量级,与30%C f/nylon6复合材料偶接的电偶电流密度下降了约75%。