碳钢和耐候钢在南京工业大气环境中的腐蚀行为

对碳钢和耐候钢在南京工业大气环境中的腐蚀行为进行了研究。主要采用大气暴晒方法进行腐蚀失重分析;通过微观形貌、EDS、电化学手段对锈层形貌、锈层合金元素、腐蚀过程进行分析。结果表明,暴晒1个月内耐候钢腐蚀速率较普碳钢略高,两种钢的锈层均以Fe_2O_3、γ-FeOOH为主;随着腐蚀的进行,耐候钢锈层中γ-FeOOH开始逐步向α-FeOOH转变,合金元素Cr、Cu在锈层析出,锈层晶粒细化,锈层的钝化区间更宽,钝化电流密度更低。因此,从暴晒2个月后至16个月结束,耐候钢锈层具有更好的保护能力,其腐蚀速率低于普碳钢。     

耐候钢锈层及其稳定化处理现状

耐候钢具有良好的耐大气腐蚀性,但是稳定化锈层形成较慢,在耐候钢使用前对表面进行预处理,可以缩短锈层稳定化形成时间和防止锈液流挂.简要概述了国内外耐候钢的发展情况,以及耐候钢稳定化锈层的形成过程和锈层的组成与结构,分为以γ-FeOOH为主的疏松外锈层和以α-FeOOH为主的致密内锈层;介绍了表面锈层保护机理,包括物理阻隔...     

耐候冷镦钢在模拟海洋大气环境中的腐蚀行为

采用腐蚀失重法、宏观形貌观察、SEM、XRD、电化学测试对耐候冷镦钢在模拟海洋大气环境中的腐蚀行为进行了研究。结果表明，在模拟海洋大气腐蚀环境下，耐候钢表面锈层随腐蚀时间由浅黄色依次向棕黄色、红棕色转变；锈层截面形貌由薄而疏松且不连续演变为厚而致密且均匀分布；锈层微观形貌显示，表面锈层存在相对平滑、不规则圆形花状结构、闭环的环形巢结构、毛绒状结构等4个演变状态，但致密的毛绒状结构锈层对基体的保护能力明显提高；腐蚀产物主要由Fe₃O₄、γ-FeOOH、α-FeOOH组成，腐蚀初期主要是致密的Fe₃O₄,腐蚀中期开始形成γ-FeOOH,腐蚀后期γ-FeOOH逐渐溶解并还原形成稳定的α-FeOOH,可对基体提供良好的保护作用；电化学分析显示：腐蚀24～72 h,耐候钢的阴极电流密度呈线性增大，且趋于稳定。耐候钢的腐蚀深度损失与腐蚀时间呈幂函数关系；受腐蚀过程不同腐蚀产物的影响，腐蚀速率呈现先增长后下降的变化规律。     

中空夹层混凝土电杆用高强耐候钢腐蚀行为研究

使用室内加速腐蚀试验、XRD分析、电化学方法等测试方法研究了AYNH 420、SQNH 420两种耐候钢的腐蚀行为。使用失重测试的方法确定了两种试验钢的腐蚀速率,研究了试验钢的腐蚀动力学;通过对耐候钢锈层微观形貌、结构的表征,确定了两种钢锈层的成分和结构;并使用动电位极化曲线和交流阻抗谱的方法对耐候钢的腐蚀机制进行了探索。结果表明:同等条件下,SQNH 420的腐蚀速率低于AYNH 420;耐候钢的主要锈层产物是Fe3O4、α-FeOOH、β-FeOOH和γ-FeOOH等。锈层的组织结构分为内外两层,能起到保护作用的是附着性好,结构致密的内层。随着腐蚀时间的延长,腐蚀产物的增多,耐候钢的腐蚀倾向降低,电极反应由电极控制向扩散控制转变。     

一种高磷耐候钢的耐腐蚀性能试验研究

利用实验室加速腐蚀试验方法,对高磷耐候钢与Q345普通低合金钢在不同腐蚀时间后的年腐蚀速率及试样锈层形貌、腐蚀产物进行了对比分析,结果表明:两种试验钢试样基体表面均由最先形成的黑色氧化物Fe_3O_4非保护性结构继续氧化成为褐色Fe_2O_3,再继续生成非稳态的γ-FeOOH,并进一步向最终的稳定锈层组成物α-FeOOH转变。高磷耐候钢中Cu、P、Cr、Ni等耐蚀性合金元素在锈层的持续富集促使锈层中α-FeOOH的形成和含量增加,其锈层中的α-FeOOH含量在不同腐蚀周期内均比Q345低合金钢中的含量高;高磷耐候钢的年腐蚀速率随腐蚀时间延长基本稳定且呈下降趋势,低于Q345普通低合金钢。     

SO_2对海洋大气环境中含铬耐候钢腐蚀行为的影响

为了研究工业大气污染对含铬耐候钢腐蚀行为的影响,经真空感应熔炼、轧制含铬和无铬两组耐候钢,以NaCl、NaHSO_3为腐蚀介质,通过干湿循环加速腐蚀试验、腐蚀失重分析并结合XRD、SEM等方法,分析对比了含铬耐候钢在含SO_2以及不含SO_2海洋大气环境中的腐蚀行为。结果表明,在Cl-、Cl-+SO_2环境下,铬均降低了钢的腐蚀深度,SO_2加重了钢的腐蚀。试验钢锈层均主要由α-FeOOH,β-FeOOH,γ-FeOOH和Fe_3O_4构成,质量分数有所区别;在Cl-+SO_2环境下,合金铬对α-FeOOH的形成有促进作用;SO_2明显抑制了含铬钢中β-FeOOH的形成,降低了γ-FeOOH和Fe3O4的质量分数,并促进了含铬钢中α-FeOOH的形成。单一Cl-环境中,含铬钢锈层有明显分层现象,外锈层疏松,内层致密;在Cl-+SO_2环境下,含铬钢锈层无明显分层现象。在Cl-+SO_2环境下,无铬钢中硫、氯元素富集于内锈层;含铬钢中铬在试验钢内锈层出现一定的富集,氯元素均匀分布于锈层中,硫元素在外锈层处富集。     

铝对4Cr1.5Ni耐候钢组织和耐候性的影响

耐候钢具有良好的耐大气腐蚀性能,但传统耐候钢尚无法应用于高湿热海洋大气环境,相关报道指出其在万宁暴晒8年后出现腐蚀加速现象。为了满足海洋工程发展的需要,优化传统耐候钢或开发新型耐候钢尤为重要。以传统低碳钢成分为基础,同时考虑红土镍矿资源,设计4Cr1.5Ni和4Cr1.5Ni0.8Al两种新型耐候钢,采用室内干湿循环腐蚀加速试验模拟高湿热海洋大气环境,结合光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和电化学方法等表征手段研究新型耐候钢的组织和耐候性,着重分析了添加铝元素对试验钢微观组织、腐蚀初期锈层形貌、物相组成和保护能力的影响,相关结果可以为开发适用于高湿热海洋大气环境的新型耐候钢提供参考。结果表明,4Cr1.5Ni钢组织为铁素体和马氏体,4Cr1.5Ni0.8Al钢组织为铁素体和少量珠光体,添加铝元素会促进铁素体的形成。添加铝元素减小了4Cr1.5Ni钢的腐蚀速率、锈层厚度和腐蚀电流密度,增大了腐蚀电位和锈层电阻。4Cr1.5Ni0.8Al钢的α/γ(α-FeOOH/γ-FeOOH)值是4Cr1.5Ni钢的2.5倍...     

09CuPTi系耐候钢组织性能及耐腐蚀行为

 在热连轧生产线上采用两阶段轧制生产了09CuPTi系耐候钢,研究了轧制工艺参数对耐候钢板微观组织和力学性能的影响规律。结果表明,3种工艺试验钢的显微组织均为针状铁素体和贝氏体。当终冷温度为530℃冷却速度为25℃/s时,组织以更细小均匀的板条贝氏体为主,屈服强度及抗拉强度分别为617MPa和702MPa,韧脆性转变温度较低,具有良好的强韧性。对轧后钢板进行了耐腐蚀试验,研究了09CuPTi-Nb钢工艺B成品和参考钢在模拟工业大气环境下的腐蚀演化行为。结果表明,在腐蚀初期腐蚀速度随干湿循环次数的增加而增大,在后期腐蚀速度逐渐降低,09CuPTi-Nb钢的腐蚀速率与SPA-H钢相当,但低于Q345钢。09CuPTi-Nb钢锈层分为内外两层,内锈层致密主要由α-FeOOH和少量γ-Fe2O3组成,Q345钢锈层主要由α-FeOOH、γ-Fe2O3和Fe3O4组成。电化学试验表明,腐蚀产物促进阴极过程,抑制阳极过程。     

Cu对耐候桥梁钢耐腐蚀性能的影响

采用干湿周浸实验模拟海洋大气环境研究含Cu耐候桥梁钢腐蚀过程中耐腐蚀性能的变化,并利用XRD,SEM等方法研究了两种不同Cu含量耐候桥梁钢的锈层变化.结果表明:Cu能够有效地降低钢的平均腐蚀深度和腐蚀速率,利于提高钢的耐蚀性能.锈层组成随腐蚀时间而变化,腐蚀初期锈层主要由Fe3O4和γ-FeOOH组成,腐蚀中期锈层开始生成Ni(0.6～1)Fe(2.4～2)O4尖晶石类复合氧化物和α-FeOOH两种晶相;腐蚀后期组成基本保持不变,主要由Ni(0.6～1)Fe(2.4～2)O4、α-FeOOH、γ-FeOOH和少量Fe3O4组成.     

不锈钢表面钝化膜特性的研究进展

金属钝化膜的研究已从宏观研究进展到结构和组成等微观研究阶段.通过不锈钢表面自发形成的薄而稳定的钝化膜主要由金属氧化物组成.钝化膜的厚度由不锈钢的成分、溶液pH值、电位、电解液和温度等因素决定,一般不超过10 nm.综述了不锈钢表面钝化膜的厚度、组织和结构,钝化膜的形成和生长机理、半导体性能和耐蚀性,讨论了纳米结构对不锈钢钝化膜性能的影响.当前研究重点是开发高强度和耐磨性、更好耐蚀性的新型不锈钢,而采用纳米技术是有效途径之一.     

304不锈钢在西沙海洋大气环境中的腐蚀行为

采用扫描电镜、能谱、电化学阻抗谱和拉曼光谱等分析测试手段,研究了西沙群岛苛刻海洋大气环境下,经过不同时间暴露后304不锈钢的腐蚀行为和机理.304不锈钢在西沙大气暴露后的腐蚀类型主要是以局部腐蚀的点蚀为主,腐蚀产物主要由β-FeOOH、γ-Fe₂O₃和Fe₃O₄组成.随暴露时间的延长,不锈钢表面钝化膜的稳定性变差,点蚀数目增加、点蚀坑深度增大日.表面腐蚀产物覆盖率也逐渐增多.与其他部位相比,点蚀更容易在表面划痕处产生.提高表面加工精度,有助于提高其耐腐蚀性能.      

耐候钢和碳钢在竖直方向上的腐蚀行为

为研究耐候钢和碳钢在竖直方向上的腐蚀行为,利用干湿循环腐蚀试验,模拟研究了耐候钢和碳钢在表面受到雨水反复冲刷的条件下,竖直方向上不同位置的腐蚀行为特征以及锈层的形成和演变。结果表明,耐候钢试样和碳钢试样在干湿循环一定周期后,上部腐蚀程度较轻,底部腐蚀程度较重,而中部的腐蚀程度则随竖直方向位置的下移而明显加重;碳钢试样底部的腐蚀程度随腐蚀时间的延长而加重,但耐候钢试样底部的腐蚀至一定程度后几乎不再继续;碳钢试样锈层形貌随竖直方向位置的下移而逐渐粗化,锈层形态和致密度变化较小,耐候钢试样的锈层形貌则随竖直方向位置的下移而逐渐细化,锈层形态由球状变为块状,致密度明显增加,这也导致了耐候钢的锈层电阻明显高于碳钢的锈层电阻;在干湿循环过程中,湿润时间会影响腐蚀产物的类型,湿润时间较短时,腐蚀产物以β-FeOOH为主,随着湿润时间的延长,腐蚀产物逐渐向γ-FeOOH转变。     

含Cu耐候钢中稀土对耐蚀性的影响研究

利用周期浸润加速腐蚀试验方法对10PCuRE和10PCu耐候钢进行了腐蚀试验.通过X射线衍射分析、电子探针和扫描电镜等手段对两种钢的表面锈层性能进行了研究,得到了10PCuRE钢致密锈层的种类、形成过程以及保护机理.通过对加稀土与未加稀土的耐候钢表面锈层的对比研究,可知10PCuRE钢的表面锈层比10PCu耐候钢的锈层要均匀致密,保护性能更好.稀土耐候钢的锈层分为两层,包括外锈层和均匀致密的内锈层,内锈层的组成相中超过80%为保护性的α-FeOOH.稀土促进了合金元素Cu在内锈层的富集,有利于保护性内锈层的生成,因而提高了钢基体的耐蚀性能.     

加速腐蚀环境下高强耐候钢Q450NQR1的耐蚀性能研究

Q450NQR1是以Cu,Cr,Ni合金化为主的屈服强度达450 MPa以上的高强耐候钢,其耐大气腐蚀性能是决定使用性能的重要指标之一.通常利用加速腐蚀试验采用失重法表征耐候钢的耐大气腐蚀性能.通过周期浸润模拟加速腐蚀试验,对比研究了高强耐大气腐蚀钢Q450NQR1和普碳钢Q345qD的加速腐蚀性能,并用XRD对锈层的相组成进行了分析.结果表明:在试验条件下,Q450NQR1的腐蚀失重量和失重速率明显低于普通碳钢Q345qD.Q450NQR1表面锈层主要由保护性较好的α-FeOOH相组成,该锈层为基体提供了良好而稳定的保护作用.     

3种海工钢在人工海水中的腐蚀行为对比研究北大核心CSCD

通过电化学测试、失重测试、扫描电镜(SEM)、激光共聚焦显微镜(CLSM)以及X射线分析衍射仪(XRD)研究了S420、S460和FH550三种海工钢在室温人工海水中的腐蚀行为。结果表明,3种钢在人工海水中阳极均表现出伪钝化特性,阴极受氧还原和氢析出反应共同控制。3种钢在300 mV(Ag/AgCl)电位下的阳极电流密度均低于6 mA/cm^(2),耐腐蚀性较好。失重实验表明,S460钢浸泡过程中的腐蚀速度最低,耐蚀性最好。人工海水浸泡后,3种钢腐蚀产物主要由γ-Fe_(2)O_(3)和Fe_(3)O_(4)以及α/γ-FeOOH组成,其中S460钢中α-FeOOH含量相对较高,而FH550海工钢的腐蚀产物中γ-FeOOH相对含量高。3种钢浸泡过程中以均匀腐蚀为主,并伴随局部点蚀发生。     

超低碳贝氏体钢(ULCB)和耐候钢 09CuPCrNi 的耐蚀性

通过周期性浸润腐蚀试验测定了ULCB钢(%:0.05C、1.61Mn、0.51Cu、0.17Cr、0.26Ni)和耐候钢09CuPCrNi(%:0.09C、0.35Mn、0.09P、0.31Cu、0.45Cr、0.31Ni)14 mm板的耐腐蚀性能,并用偏光显微镜,X-射线衍射仪和能谱仪等研究了耐蚀机理.结果表明,ULCB钢的耐腐蚀性能优于09CuPCrNi钢;发现两种钢均存在由α-FeOOH,β-FeOOH和Fe3O4组成致密的内锈层、由α-,β-FeOOH和Fe3O4组成的疏松外锈层;Cu和Cr合金元素在锈层和锈层-钢基体界面均存在富集现象.     

集装箱钢板在湿热海洋大气环境中的腐蚀行为

研究了集装箱钢板在西沙海洋大气环境中暴露不同阶段的腐蚀行为。采用SEM(EDS)、XRD研究了锈层形貌及成分,采用极化曲线研究了暴露不同阶段的腐蚀电化学行为。通过腐蚀深度测试,建立了腐蚀速率与暴露时间的幂指数关系,结合腐蚀形貌和产物分析,主要的锈蚀产物为γ-FeOOH、β-FeOOH。Cr和Cu合金元素也参与了锈层的形成,有助于提高锈层的致密性。电化学测试结果表明,耐候钢暴露不同阶段的腐蚀电流,3个月时值最低,6个月随后暴露时间增加,锈层不断增厚,起到对Cl~-的阻碍作用,降低腐蚀速率;之后随着暴露时间的增加,锈层出现脱落,腐蚀速率随之增加。     

10PCuRE钢的耐大气腐蚀性及耐蚀机理

通过周期性浸润腐蚀试验对实验室冶炼的加稀土和未加稀土的Cu-P系耐候钢和A3钢进行了腐蚀性能的测定,结果表明:加稀土和未加稀土的Cu-P系耐候钢的耐蚀性均远远好于A3钢的耐蚀性,而加稀土的耐候钢比不加稀土的耐候钢的耐腐蚀性更好.通过极化试验、扫描电镜及能谱仪和X射线衍射仪等分析测试手段,对稀土耐候钢的耐蚀机理进行了研究,发现稀土通过使钢中的夹杂物变质使钢的耐蚀性提高,在腐蚀过程中稀土的存在有利于稳定的腐蚀产物α-FeOOH的形成,使耐蚀锈层更加均匀致密,因此提高了钢的耐蚀性.     

含稀土耐候钢电化学腐蚀性能的研究

以SPA-H型耐候钢为研究对象,添加不同含量的稀土元素Ce,进行电化学腐蚀实验,研究Ce含量对SPA-H型耐候钢的耐腐蚀性能的影响。结果表明:通过增加Ce元素的含量可以提高SPA-H型耐候钢的耐腐蚀性能,腐蚀产物主要为α-Fe OOH、γ-Fe OOH、γ-Fe_3O_4、Fe_3O_4;当Ce元素的含量(质量分数)为0.043%时,耐候钢的平衡电位最高,腐蚀电流最低,耐腐蚀性能最好。     

显微组织对微纳结构贝氏体钢海洋腐蚀行为的影响

以一步、两步贝氏体转变及不同热处理工艺获得的微纳结构贝氏体钢为对象，利用组织表征、电化学测试及中性盐雾试验，研究显微组织对其海洋腐蚀行为的影响。结果表明：试验钢的显微组织主要由贝氏体铁素体板条(BF)、马氏体-奥氏体复合组织(block M-A)和薄膜状残余奥氏体(film RA)组成。随着腐蚀周期的增加，试验钢的腐蚀速率均呈下降趋势，腐蚀产物主要由γ-FeOOH、α-FeOOH、α-Fe₂O₃和Fe₃O₄组成。腐蚀后期，γ-FeOOH转化为稳定的α-FeOOH,提高了锈层的保护性。相对一步贝氏体钢，二步贝氏体钢中残余奥氏体含量较低，主要形态为薄膜状，强度与韧性明显提升；二步贝氏体钢的腐蚀产物中α-FeOOH的比率更高，锈层更加致密，腐蚀速率较低，耐腐蚀性能更为优异。