晶粒尺寸对超低碳IF钢耐大气腐蚀性能的影响

采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种超低碳IF钢试样.采用浸泡腐蚀、周浸腐蚀、原子力显微镜(AFM)及扫描电镜(SEM)微观分析、电化学阻抗测试等手段对晶粒尺寸与IF钢耐大气腐蚀性能之间的规律进行了研究.AFM及SEM微观分析结果表明,随着晶粒尺寸从15μm增加到220μm,超低碳IF钢浸泡腐蚀后晶界处的局部腐蚀更加严重,腐蚀裂纹处的深度加深,裂纹宽度变宽.超低碳IF钢晶粒尺寸从15μm增加到46μm,周浸腐蚀实验后锈层中空洞和裂纹增多,锈层电阻下降,耐候性下降;晶粒尺寸进一步增大到220μm后,锈层整体致密性得到增加,锈层电阻上升,耐候性得到增加.对晶粒尺寸影响耐大气腐蚀性能的机理进行了讨论.晶粒尺寸增大后晶界能的减少使得腐蚀表面的宏观总体缺陷数量有所减少,耐候性有所提高;但是晶粒尺寸增大后晶界处因局部腐蚀电流密度增大将会在局部造成更深的腐蚀坑槽并降低耐候性;晶粒尺寸的变化对钢铁材料耐大气腐蚀性能的影响不仅要考虑其对晶界局部腐蚀电流密度的影响,而且还必须考虑对基体整体晶界能所造成的影响.     

晶粒尺寸对桥梁钢的耐腐蚀性能影响

通过周期性浸润腐蚀试验,研究了晶粒尺寸对桥梁钢Q345的耐腐蚀性能的影响。不同晶粒尺寸的Q345钢的失重数据表明,大晶粒尺寸的铁素体和珠光体组织的耐腐蚀性能略优。扫描电镜和X射线衍射仪对加速腐蚀产物-锈层进行了分析。结果表明,两种试样均存在较致密的内锈层和疏松外锈层,大晶粒尺寸试样的内锈层与钢基的结合更紧密。两种试样的锈层成分主要是Fe3O4和少量的各种FeOOH,内锈层FeOOH的含量更多。     

带锈碳钢在稀 NaCl 溶液中的腐蚀行为

目的探索锈层对碳钢腐蚀的影响过程。方法通过失重法、表面分析、电化学测试等方法,研究碳钢在稀NaCl溶液中的腐蚀行为。结果在稀NaCl溶液中,初始产物γ-FeOOH表现为氧化剂,易还原成Fe3O4。金属表面将迅速形成黄色薄外层(γ-FeOOH层)+黑色厚内层(Fe3O4层)的双层锈层。外锈层因γ-FeOOH的还原反应而加速阴极过程;内锈层起大阴极的作用,溶解氧可以直接在其表面被还原。结论锈层将显著加速碳钢的腐蚀,最终腐蚀速率将由溶液中的氧极限扩散速率决定。防腐措施应能抑制锈层的腐蚀促进作用。     

镀锌板在不同加速腐蚀环境下的腐蚀行为研究

目的研究中性盐雾环境、中性盐雾加周浸环境和中性盐雾加湿热环境下镀锌板的腐蚀行为,明确不同加速腐蚀试验环境对镀锌板腐蚀行为的影响。方法对镀锌板进行中性盐雾、中性盐雾加周浸、中性盐雾加湿热等不同类型的加速腐蚀试验,通过失重法、SEM、XRD以及极化曲线等方法,对比不同加速腐蚀试验类型对镀锌板腐蚀行为的影响。结果在三种加速腐蚀试验环境下,镀锌板的腐蚀过程基本相同:镀锌层及白色锌锈腐蚀、锌层破裂、锌层完全脱落、基体碳钢腐蚀。腐蚀产物都以Zn(OH)_2、γ-FeOOH、ZnO、Fe_2O_3等为主。三种环境下镀锌板的腐蚀都不均匀,不同位置的腐蚀情况存在一定差异。其中,中性盐雾环境下材料腐蚀情况最为严重,中性盐雾加周浸环境次之,中性盐雾加湿热环境下最轻。结论三种加速环境都是主要通过Cl~-在锌表面的沉降和溶解作用增强介质的导电性能,加剧锌层的腐蚀。在中性盐雾环境中,Cl~-浓度最高,试样腐蚀最严重。在中性盐雾加周浸环境中,SO_4~(2-)与Cl~-协同作用,腐蚀也较严重。而中性盐雾加湿热环境中,Cl~-被稀释,腐蚀情况最轻微。     

带锈铸铁在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为研究

采用增重法和强极化、线性极化技术,研究了已生成较厚砂锈层的带锈铸铁在３．５％ＮａＣｌ溶液中的腐蚀与电化学行为,分析较厚砂锈层对铸铁腐蚀的影响,结果表明,带锈铸铁的腐蚀速度比裸铸铁的腐蚀速度大,较厚砂锈层不仅不能阻碍腐蚀过程继续发展,而且还有加速腐蚀发展的趋势。带锈铸铁的间浸腐蚀速度比全浸快得多,较厚砂锈层使间浸对带锈铸铁的腐蚀加速作用比对裸铸铁的加速作用更大。     

模拟流动海水腐蚀环境下含Cr钢与C钢的锈层研究

采用人工海水对含有相同基本成分的C钢和添加了0.95％Cr元素的Cr钢进行120h的流动冲刷腐蚀试验.利用SEM和XRD等方法研究了Cr元素对普碳钢锈层的形貌、物相构成及相对含量的影响.结果表明,经冲刷腐蚀以后,含Cr钢的腐蚀质量损失小于C钢的.对两种钢的锈层分析表明,两种实验钢的锈层均出现分层现象,普碳钢外锈层疏松多孔,而含Cr钢的外锈层呈块状,致密性明显优于碳钢,内锈层亦是如此.两种钢的外锈层均由Fe3O4、α-FeOOH和γ-FeOOH等物相构成;C钢的内锈层由Fe3O4构成,Cr元素在含Cr钢锈层中的富集没有改变外锈层的物相类型,但内锈层则由Fe3O4转变为β-FeOOH.     

E690平台用钢耐海洋大气腐蚀模拟

用周浸加速腐蚀试验、力学性能试验并结合扫描电镜、能谱分析以及透射电镜等方法对比研究了2种满足E690要求的低碳贝氏体钢(3种热处理方式)在模拟海洋大气环境中(0.5 wt%NaCl水溶液)的耐腐蚀性能和拉伸性能的变化。结果表明,在腐蚀初期晶粒越小越容易被腐蚀,成膜更快,有利于锈层的形成;Cu的析出会加速钢的初期腐蚀,在腐蚀后期形成致密锈层后这种影响变小。3种实验钢的腐蚀产物相组成差别不大,但锈层致密程度存在差异,并且锈层越致密,对应的钢的腐蚀速率越低。在试验环境中腐蚀对2种试验钢和3种处理方式的力学性能影响较小,说明没有产生严重的局部腐蚀。     

模拟海洋大气条件下直流电场作用对碳钢初期腐蚀行为的影响

采用失重分析、极化曲线测试和SEM分析手段,研究了模拟海洋大气环境下直流电场对碳钢初期腐蚀行为的影响。结果表明,直流电场的存在加速了碳钢的初期腐蚀速率,但并没有改变其腐蚀动力学;直流电场存在有利于具有亚稳片状结构的γ-FeOOH的形成,同时抑制了γ-FeOOH向具有保护性能的α-FeOOH的转化,从而导致锈层的保护性能下降,加速了碳钢的腐蚀。     

微生物对碳钢海水腐蚀影响的电化学研究

通过在现场海水中暴露制备带微生物的试样,用电化学测量技术研究了微生物对碳钢海水腐蚀速度和腐蚀机制的影响。碳钢在海水中的腐蚀速度经历下降-稳定-上升的变化趋势。微生物主要是内锈层中的硫酸盐还原菌(SRB),其可加速碳钢的腐蚀。当内锈层中SRB的加速腐蚀作用大于锈层的缓蚀作用时,碳钢的腐蚀速度出现上升趋势。碳钢在海水中的腐蚀可分为氧扩散控制、过渡和SRB活性控制3个阶段。     

耐候锈层的耐腐蚀机理研究

通过模拟工业大气环境的周期浸润实验室加速试验,研究耐候钢和碳钢的锈层腐蚀初期生长规律以及耐候钢锈层的耐腐蚀机理;对试验钢样进行了腐蚀失重分析,通过扫描电镜、X射线衍射等手段对锈层形貌和结构进行分析.结果发现,腐蚀初期耐候钢的锈层组织成分主要以α-FeOOH为主;碳钢的锈层组织成分主要以Fe2O3为主.α-FeOOH晶体枝晶尺寸纤细,锈层致密具有保护性;Fe2O3枝晶粗大,锈层疏松和多孔不具有保护性.     

表面纳米化低碳钢电化学行为尺寸效应

利用超声喷丸技术制备了表面纳米化低碳钢.结构分析表明,最表层低碳钢的晶粒尺 度在20nm左右,随着向基体方向靠近,纳米层晶粒尺度逐渐增加.对纳米低碳钢在0.05 mol /L H2SO4+0.05 mol/L Na2SO4腐蚀介质中腐蚀速度测试结果表明,纳米化后低碳钢 的腐蚀增加; 纳米低碳钢的电化学腐蚀行为存在尺寸效应.在晶粒尺度小于35 nm时,纳米 低碳钢的电化学腐蚀速度随晶粒尺度的增加而降低,当晶粒尺度高于35 nm后,晶粒尺寸对 腐蚀速度影响不大.纳米化后低碳钢的阳极反应历程不变,阳极交换电流密度提高;而阴极 反应历程改变,析氢反应容易,并由电化学步骤控制转变为由扩散步骤控制.纳米化后低碳 钢阴阳极反应同时得到促进,腐蚀速度增加.     

A3钢在人造污染介质中的大气腐蚀行为

采用于湿交替复合循环模拟大气腐蚀过程，研究了Ａ３钢在含ＮａＣｌ、Ｎａ２ＳＯ４、ＮａＮＯ３、ＮａＣｌ＋Ｎａ２ＳＯ４和Ｎａ２ＳＯ４＋ＮａＮＯ３介质中的腐蚀行为．通过电化学测量，评价了Ａ３钢及其在加速腐蚀过程中形成的锈层的电化学行为和锈层的保护性，并利用ＸＲＤ分析了腐蚀产物的组成．试验结果表明，ＳＯ４２－腐蚀性最强，Ｃｌ－次之，ＮＯ３－最弱，且有一定的钝化作用；Ａ３钢在混合介质中的腐蚀行为不同于在单一介质中的腐蚀行为，每种介质在腐蚀的不同阶段分别起主要作用．     

Effect of grain size on corrosion behavior of electrodeposited bulk nanocrystalline Ni

Nanocrystalline (NC) and coarse-grained Ni with different grain sizes (from 16 nm to 2 μm) were fabricated by direct current electrodeposition. Effect of grain size on the electrochemical corrosion behavior of these Ni deposits in different corrosion media was characterized by using potentiodynamic polarization test, electrochemical impedance spectroscopy (EIS), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and immersion corrosion test. Results show that in the NaOH or NaCl solution, the NC Ni exhibits improved corrosion resistance with the decrease of grain size. But in H2SO4 solution, the higher grain boundary density accelerates corrosion due to no passive process and the corrosion resistance of NC Ni decreases with refining grain size. The distinct experimental results of NC Ni in corrosion behavior can be reasonably explained by the positive or negative effect of high-density grain boundaries in different corrosion media.     

EFFECT OF NANOCRYSTALLINE AND TWIN BOUNDARIES ON CORROSION BEHAVIOR OF 316L STAINLESS STEEL USING SMAT

By means of surface mechanical attrition treatment （ SMAT）, the groin size with a diameter of aboat 60hm formed at about 20μm depth and numerous mechanical twins at about 50μm depth from the treated surface were synthesized in 316L stainless steel because of the different distributions of strain and strain rate along depth orientation. For instance the maximum strain rate reached 10^3-10^4s^-1 on the top surface. The relationship between the microsturcture and the corrosion property was studied in 0.05M H2SO4＋ 0.25M Na2SO4 aqueous solution, and the results show an extreme improvement of corrosion resistance owing to the appearance of twin boundaries and the obvious reduction in corrosion resistance attributed to the presence of nanocrystaline boundaries.     

热带雨林碳钢、低合金钢的大气腐蚀

在西双版纳热带雨林地区进行了4年的大气暴露试验，结果表明：材料的腐蚀符合指数函数规律，即W=Atn，随着试验时间的增加，腐蚀率有逐渐降低的趋势.碳钢的锈层疏松，易脱落，腐蚀较重；低合金钢的锈层比较致密，表现出较好的耐腐蚀性能.     

向日葵盘提取物在0.5mol/L H2SO4溶液中对碳钢的缓蚀作用

以超声辅助法提取得到的向日葵盘提取物(HALE)为缓蚀剂,采用腐蚀浸泡试验、电化学试验研究HALE在0.5mol/L H2SO4溶液中对碳钢的缓蚀作用。结果表明:HALE对碳钢缓蚀效果良好,缓蚀率随HALE加量增加而增大,但随温度升高而降低;HALE在碳钢表面的吸附符合Langmuir吸附模型,是以物理吸附为主的混合吸附;电化学测试结果表明HALE是偏阳极混合抑制型缓蚀剂。     

显微组织对桥梁钢模拟海洋潮差区腐蚀行为的影响

对采用不同热处理工艺的桥梁钢在3.5%NaCl溶液中和人工海水中分别进行了极化曲线测量和周期浸润加速腐蚀试验,采用失重法和腐蚀产物分析研究了腐蚀演化规律。结果表明,经回火处理后,桥梁钢的组织由粒状贝氏体非平衡组织向回火索氏体平衡组织转变,晶粒细化、组织更为均匀,因此具有更好的耐腐蚀性能。经过640℃回火处理后的钢耐腐蚀性最佳。周期浸润腐蚀试验中的锈层能对钢基体起到一定的保护作用,但轧态粒状贝氏体组织钢外锈层中FeOOH的α/γ比较低、内锈层的α-Fe较高,锈层保护性较差。     

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。     

Q500qENH耐候桥梁钢在模拟工业大气环境中的腐蚀行为

通过周期浸润腐蚀试验对比研究了鞍钢生产的耐候桥梁钢Q500qENH和传统耐候钢09CuPCrNi在模拟工业大气环境中的腐蚀行为,并采用腐蚀形貌观察和电化学测试等手段对其腐蚀行为进行了分析。结果表明:显微组织和化学成分对钢基体的耐蚀性均具有一定影响,当保护性锈层形成后,耐蚀性主要取决于锈层的保护作用;周期浸润腐蚀试验结果和带锈试样的电化学阻抗谱、线性极化曲线分析表明Q500qENH钢耐工业大气腐蚀的能力优于09CuPCrNi钢的。