304 不锈钢在模拟深海和浅海环境中的应力腐蚀行为

目的研究304不锈钢在模拟深海和浅海中的应力腐蚀开裂(SCC)行为。方法通过控制不同环境因素模拟南海某海域环境,利用动电位扫描、交流阻抗谱、慢应变速率拉伸(SSRT)及SEM表面分析等手段进行研究。结果 304不锈钢在模拟海水溶液中呈现钝化状态,出现应力腐蚀敏感性,且裂纹扩展方式为穿晶开裂。在深海中的SCC机制为氢致开裂,浅海中的SCC机制主要为阳极溶解。结论 304不锈钢在深海与浅海中的SCC机制不同,但两者的SCC敏感性相近且相对较低,在模拟海水环境中的应用不受海水深度限制。     

304不锈钢的微生物腐蚀行为研究

用自腐蚀电位、动电位扫描法研究了304不锈钢(304SS)微生物腐蚀的电化学行为,应用原子力显微镜(AFM)观察了硫酸盐还原菌(SRB)在304SS表面形成的微生物膜的形貌和304SS的腐蚀形貌.实验结果表明,硫酸盐还原茵参与了不锈钢的电化学腐蚀,加速了腐蚀速度,破坏了不锈钢的钝化层,诱导了不锈钢点蚀的发生.     

304不锈钢在硝酸环境中的腐蚀电化学行为

采用极化曲线和电化学阻抗谱研究了硝酸温度和含量对304不锈钢耐蚀性能的影响。结果表明,在钝化电位下,304不锈钢在硝酸溶液中的阻抗呈现容抗特征,阻抗值达到104Ω·cm2,形成的钝化膜致密完整,随着温度的升高,阻抗值和相位角都减小,局部腐蚀加剧。高温和高含量均会促进钝化膜的溶解,进而加速304不锈钢在硝酸中的腐蚀。     

304不锈钢在人工海水环境中的腐蚀磨损行为研究

目的阐述304不锈钢在人工海水环境中的腐蚀磨损行为及其力-电化学耦合作用下的损伤机理,为海水服役环境中海洋装备的开发和利用提供理论支持。方法利用腐蚀磨损试验仪研究了304不锈钢在人工海水环境中的摩擦学性能和电化学性能及其交互作用下的腐蚀磨损行为,并利用扫描电镜、X射线衍射仪、激光共聚焦显微镜等仪器对磨痕表面进行表征与分析。结果在载荷作用下,304不锈钢的腐蚀电位从静态腐蚀的-0.310V变为-0.368V,腐蚀电流密度也增加了约1个数量级。阳极恒电位下,304不锈钢和Al_2O_3陶瓷球摩擦副的摩擦系数比阴极保护下的小。载荷为5N时,304不锈钢的腐蚀磨损率为0.195mm~3/d,其中,腐蚀加速磨损速率占68.7%;载荷为15N时,总磨损速率明显增加,其中,纯磨损率所占比例最大,为60.1%,此时腐蚀加速磨损速率占比为39.1%。结论 304不锈钢的腐蚀磨损行为是"机械去钝化-化学再钝化"的动态过程。腐蚀和磨损过程存在明显的交互作用。在磨损过程中,304不锈钢表面发生马氏体相变,通过电偶腐蚀进一步加强腐蚀作用;同时,腐蚀过程的反应产物使304不锈钢的耐磨性能下降。随着载荷的增加,对总腐蚀磨损速率贡献最大的由腐蚀加速磨损速率逐渐变为纯磨损率,载荷对304不锈钢的机械磨损影响更大。     

Sn粘附的304不锈钢应力腐蚀行为研究

用恒变形U型弯曲试样应力腐蚀试验研究了Sn粘附的304不锈钢在155℃、45 wt% MgCl_2溶液中的应力腐蚀行为。采用扫描电镜观察了样品腐蚀前后的显微形貌,采用能谱分析仪检测了样品的元素组成。结果表明,不锈钢在MgCl_2溶液中浸泡后为局部腐蚀,主要表现晶内腐蚀特征;表面局部被Fe-Sn化合物粘附的不锈钢,金属间化合物转变为腐蚀产物,裂纹沿应力方向生长;Sn的电极电位较低,金属间化合物优先被腐蚀,腐蚀坑内的酸性增加,Sn粘附降低了不锈钢的耐腐蚀性。     

304不锈钢在稀盐酸中的电化学腐蚀行为

采用电化学阻抗谱、极化曲线等测量方法研究了304不锈钢在不同浓度、浸泡时间下的腐蚀电化学行为。测定结果表明:304不锈钢在浓度0.3 mol/L的盐酸溶液中阻抗谱出现两个时间常数,极化曲线中钝化区变窄,钝化膜破裂,其金属表面发生点蚀。随浸泡时间延长,不锈钢耐腐蚀性降低。     

304不锈钢在微生物介质中的腐蚀行为

利用间歇式方法培养海水中的细菌,用极化曲线和电化学阻抗谱研究304不锈钢在有菌和无菌培养基中的腐蚀行为.研究表明,前者的阳极极化电流密度大于后者,且随着培养时间的延长,电化学阻抗值在无菌培养基中先降低后升高,而在有菌培养基中一直降低.表明海水中的细菌对 304 不锈钢的腐蚀起到促进作用,诱导了不锈钢点蚀的发生.     

304不锈钢在垃圾渗滤液中的腐蚀行为

用电化学极化曲线和电化学阻抗法研究了304不锈钢在垃圾渗滤液中的腐蚀行为.结果表明,在垃圾渗滤液中,不锈钢的腐蚀电位在-0.30～-0.60 V范围内波动,浸泡888小时后,平均腐蚀电流密度为2.829μA/cm2;不锈钢在垃圾渗滤液中具有良好的抗腐蚀性能,主要是由其表面活性点钝化引起的,并非钝化膜的阻隔作用.     

304L不锈钢在硼酸水溶液中的腐蚀行为

采用动电位极化曲线、电化学阻抗谱、扫描电镜和能谱分析方法研究了304L不锈钢在硼酸水溶液中的腐蚀行为。结果表明,304L不锈钢的自腐蚀电位和腐蚀电流密度随着硼酸水溶液温度的升高而增大;不同温度下的电化学阻抗谱呈单容抗弧,表现为一个时间常数,80℃硼酸水溶液中的阻抗模值较小;随时间的延长,304L不锈钢的均匀腐蚀速率逐渐降低,并且维持在较低的腐蚀速率。     

高温潮湿含氯环境中304不锈钢腐蚀失效分析

304不锈钢的应用很广,但对304不锈钢长期处于高温潮湿含氯环境中的腐蚀研究较少。利用光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪等分析手段对失效的不锈钢进行组织结构、元素和断口分析。结果表明：Cr含量基本符合要求,Ni含量偏低,这是导致不锈钢不耐蚀的主要原因。另外由于内胆与保温层长期处于高温潮湿含氯气氛中,内胆与保温层形状突变处正好是焊缝区,该区域腐蚀最严重,焊接应力腐蚀伴随晶间腐蚀。断面Cl和S含量增加,进一步促进应力腐蚀开裂。内胆与保温层形变突变处的缝隙可能也加剧腐蚀。确保材料合格、工艺规范,防止水渗入内胆与保温层之间,避免腐蚀介质的滞流是提高类似环境中不锈钢使用寿命的重要措施。     

深海环境钢材腐蚀行为评价技术

采用电化学、人工神经网络和数据库方法研究了5种海洋工程钢材在5000m深海环境中非现场腐蚀行为评价技术.结果表明,温度、溶解氧、盐度和pH值是评价5种海洋工程钢材海水腐蚀行为的主要介质参数.根据这一结果,用人工神经网络技术建立了温度、溶解氧、盐度和pH值与5种海洋工程钢材海水腐蚀速度的相关数据库MCM-CORRDB03,并采用WOA海洋要素分布数据集建立了MCM-GOCEANDB03全海域海水腐蚀参数数据库,进而使用MCM-CORRDB03和MCM-GOCEANDB03两个数据库评价了5种海洋工程钢材在5000 m深海环境腐蚀行为,证实了5种钢材均在700 m左右存在最低腐蚀速度,以及溶解氧对钢材深海腐蚀行为具有最主要的影响.结果表明,结合采用多种非现场方法可以可靠评价深海环境钢材的腐蚀行为.     

海水环境中铸造双相不锈钢的腐蚀行为研究

通过海水暴露腐蚀试验,获得了4种铸造双相不锈钢在青岛和三亚海域全浸区和潮汐区的腐蚀结果,分析了它们的腐蚀行为。同种铸造双相不锈钢在全浸区的腐蚀比潮汐区严重;试验的4种铸造双相不锈钢在青岛潮汐区均未发生缝隙腐蚀;CE3MN和ZG06Cr25Ni7Mo2N在青岛海水环境中具有优异的耐蚀性;CE3MN在三亚海水环境中具有优异的耐蚀性。     

温度对304不锈钢在液态Sn中腐蚀行为的影响

Sn是一种低熔点金属,其导热性高可用作快中子反应堆中的液体冷却剂。与目前所使用的的液态钠冷却剂相比,Sn具有更好的化学稳定性及遇水或空气不易燃烧的特点。在快中子反应堆中,不锈钢是应用广泛的主回路管道,本文研究了Sn与304不锈钢的化学反应,讨论了温度对304不锈钢在液态Sn中腐蚀行为的影响,结果表明,当温度低于823K时,发生点蚀,当温度高于823K时,发生溶解。     

304L不锈钢在硝酸-硝酸钠环境中的腐蚀研究

采用腐蚀挂片和动电位极化曲线测量两种实验方法并结合微观腐蚀形貌观察,验证了NaNO3的存在对304L不锈钢在HNO3_NaNO3水溶液环境下腐蚀行为的影响,并在此基础上探讨了NaNO3浓度和溶液温度对腐蚀的影响。结果表明,304L不锈钢在NaNO3水溶液环境下腐蚀极轻微,未检测到失重;但是在HNO3-NaNO3水溶液环境下,NaNO3的存在诱发或加剧了304L不锈钢的晶间腐蚀。304L不锈钢在水溶液和蒸汽中的腐蚀均随NaNO3浓度的增大或温度的升高而加剧,材料在蒸汽中优先发生晶间腐蚀,甚至出现晶粒脱落;温度升高可增强NaNO3对腐蚀的促进作用。     

304L不锈钢在稀硝酸环境下的腐蚀研究

采用腐蚀挂片实验对304L奥氏体不锈钢在80～135℃下2%～20%(质量分数)硝酸溶液环境中的腐蚀行为进行评价,并结合扫描电镜和金相显微镜分别对金属试样表面的微观腐蚀形貌和晶间腐蚀深度进行分析。结果表明,304L不锈钢的腐蚀速率随着温度的升高或硝酸浓度的增大先是缓慢增大而后急剧增大,腐蚀类型逐渐由均匀腐蚀转变为晶间腐蚀;304L不锈钢在硝酸蒸汽中的腐蚀受温度和硝酸浓度的影响程度高于其在硝酸水溶液中的腐蚀,在硝酸蒸汽中更易发生晶间腐蚀,且蒸汽中的晶间腐蚀程度明显较水溶液中的严重;随着腐蚀的加剧,304L不锈钢表面出现了晶粒破碎和脱落,导致材料发生不同程度的腐蚀减薄,这表明表面晶粒强度明显变差,且与内部相邻晶粒间的结合力显著减弱。     

低合金钢、不锈钢和铝镁合金在模拟深海环境中的电偶腐蚀行为研究

采用宏观形貌对比、3D共聚焦测试、扫描电子显微镜等手段,研究了模拟3000m深海环境中9XX低合金钢、316L不锈钢和5083-H116铝镁合金之间的电偶腐蚀行为.结果 表明:在深海环境中,9XX低合金钢与316L不锈钢之间的电偶腐蚀倾向较大,腐蚀较为严重;5083铝镁合金与316L不锈钢之间电位差较大,但由于二者都形...     

304NG奥氏体不锈钢在超临界水环境中的腐蚀行为

采用腐蚀增重法研究了304NG奥氏体不锈钢在550~650℃/25 MPa的超临界水(SCW)中的腐蚀行为。使用SEM和EDS分析了材料的氧化动力学、氧化膜表面形貌、氧化膜截面形貌和合金元素分布。结果表明:304NG奥氏体不锈钢在SCW中的腐蚀增重服从抛物线生长规律;在550℃的SCW中具有较好的抗腐蚀性能,当温度升高到650℃时,腐蚀增重速率急剧升高;304NG奥氏体不锈钢在SCW中腐蚀初期形成薄而致密的氧化膜,之后则会出现疖状腐蚀,并且腐蚀岛的尺寸随着腐蚀时间的延长而逐渐增大,650℃时尤为明显;腐蚀生成的氧化膜形态为典型的双层结构。     

304不锈钢和5083铝合金在模拟城市地下空间环境中的腐蚀行为对比

目的 研究对比了304不锈钢与5083铝合金在模拟武汉地下空间环境条件下的腐蚀行为。方法 在对武汉工况调研的基础上,设计了符合地下环境特点的室内加速试验谱,包括循环盐雾试验和湿热试验等,以一个加速周期模拟实际服役环境中1 a的腐蚀量;利用扫描电子显微镜(SEM)、激光共聚焦显微镜等方法分析了304不锈钢与5083铝合金的表面形貌、腐蚀产物成分和腐蚀动力学等。结果 根据模拟武汉地下空间环境设计的加速试验,经过5个循环周期后,不锈钢与铝合金均在局部发生不同程度的点蚀,5083铝合金表面钝化膜被破坏,腐蚀产物堆积,而304不锈钢腐蚀轻微。根据拟合结果,不锈钢最大点蚀深度与腐蚀时间时间符合指数函数关系D1=7.637+1.212e^0.517t,形成的腐蚀坑小而深;铝合金符合幂函数关系D2=11.75t^0.699,主要形成宽而浅的腐蚀坑,其宽深比逐渐增加。结论 随着服役时间的延长,304不锈钢在模拟城市地下空间环境中的点蚀深度发展较5083铝合金更快,304不锈钢的点蚀率受地下运行环境的影响逐年增加,而5083铝合金局部腐蚀放缓。     

纳米化304不锈钢在硫酸溶液中的腐蚀行为

采用表面机械研磨(Surface Mechanical Attrition Treatment,SMAT)在304不锈钢表面制备出纳米晶层(平均晶粒尺寸20nm)。采用腐蚀失重试验和极化曲线测试等方法比较了粗晶(Coarse-grained,CG)和纳米晶(Nano-crystallized,NC)304不锈钢在室温及80℃条件下5%(质量分数)硫酸溶液中的耐蚀性,采用透射电镜(TEM)观察表面纳米化后的微观结构,并利用扫描电镜(SEM)分析了腐蚀行为和微观结构的关系。失重试验结果表明,在两种温度条件下的稀硫酸溶液中,纳米晶结构的304不锈钢耐腐蚀性能明显变差,腐蚀特征以沿晶破坏为主,局部显示出均匀腐蚀形态。电化学测试结果表明,纳米化后的304不锈钢具有更低的自腐蚀电位和更高的自腐蚀电流密度。     

表面划痕对304不锈钢液滴腐蚀行为的影响

采用电化学方法结合表面分析技术,研究了液滴下粗糙度和划痕深度对304不锈钢腐蚀行为的影响。研究表明,粗糙度和划痕深度的增加可以显著增加点蚀发生的概率,并缩短点蚀的诱发时间。点蚀孔呈浅盘状,点蚀孔的尺寸随粗糙度和划痕深度的增加而增大。根据二项分布检验,在低粗糙度或无划痕的情况下,点蚀孔倾向于随机分布,而在高粗糙度、划痕较深的情况下,点蚀孔倾向于出现在液滴边缘附近的划痕处。对点蚀区域的元素分布测试可见,点蚀的发生与液滴挥发、Cl^-浓度升高、导致Fe和Ni的氧化物等钝化膜的重要组成部分破坏有关。