腐蚀科学与技术研究开发的前沿

(1)钨在双相不锈铜耐蚀性中的作用韩国浦项科技大学Prof.Kim研究双相不锈钢腐蚀中金属元素钨对脆性第二相的形成、基体金属的溶解行为、钝化膜稳定性以及应力腐蚀倾向的作用和影响,确定了耐蚀双相钢中W/Mo的最适宜比例范围.     

铁素体/奥氏体双相钢在旋转单相流体中腐蚀的数值模拟

引入现代流体力学方法，建立流体力学、传质过程、腐蚀电化学反应的综合数学模型，对双相钢在流动3．5％NaCl水溶液的腐蚀过程进行了数值模拟．探讨了近壁处流体力学参数对双相钢腐蚀过程的作用，模拟结果表明：双相钢的腐蚀主要受阳极过程控制，其中钝化膜中的传质过程是腐蚀的主要控制步骤．计算的腐蚀速度与实测值基本一致,验证双相钢的流体腐蚀机构．     

柠檬酸钝化9Cr1Mo钢在海洋大气环境中的耐蚀性

为了提高9Cr1Mo钢在海洋大气环境中的耐蚀性,采用柠檬酸和柠檬酸-氢氧化物复合钝化工艺对9Cr1Mo钢进行表面钝化处理,研究了两种钝化处理对其耐蚀性的影响,分析了柠檬酸钝化处理提升9Cr1Mo钢耐海洋大气腐蚀性能的原因。结果表明：未钝化处理的9Cr1Mo钢在模拟和实际海洋大气环境中均发生严重腐蚀;两种钝化处理后9Cr1Mo钢表面均形成了保护性钝化膜,确保9Cr1Mo钢在海洋大气环境中腐蚀78 d内不发生明显腐蚀,显著提高了9Cr1Mo钢耐海洋大气腐蚀性能;采用柠檬酸和柠檬酸-氢氧化物复合钝化工艺可以提高钝化膜中Cr₂O₃、Cr(OH)₃含量,且氧化物含量显著高于氢氧化物,钝化膜的稳定性和耐蚀性增强。     

氮对00Cr18Ni5Mo3Si2双相不锈钢抗孔蚀性能的作用

用浸泡腐蚀试验、电化学测试及表面分析技术研究了合金元素氮对双相不锈钢抗孔蚀性能的作用。试验结果表明加入氮使孔蚀电位升高并有利于奥氏体中含有更多的cr、Mo及Si,因而改善了双相成份分布。氮增强了Cr及Mo在钝化膜中.特别是在奥氏体上的形成的钝化膜中的富集,从而提高了膜的稳定性。     

双相钢在流动中性含砂氯化物中的磨损腐蚀

研究了双相钢在流动含砂的3.5%NaCl溶液中的磨损腐蚀规律,测定、分析了流动体系中的电化学阻抗谱,揭示了双相钢磨损腐蚀过程中电化学的作用及其机制.结果表明,腐蚀电化学因素在磨损腐蚀过程中起主要作用,流体力学因素只是加速了腐蚀电化学过程.阻抗谱在低频区出现一直线段和低频收缩现象,分别是双相钢在磨损腐蚀过程中电极处于自钝化状态,并受离子在钝化膜中的扩散、迁移过程控制和电极表面局部遭受破坏的特征.对于流动体系中电化学阻抗谱的分析,曹氏阻抗理论同样适用.     

对相钢在流动中性含砂氯化物中的磨损腐蚀

研究了双相钢在流动含砂的3．5％NaCl溶液中的磨损腐蚀规律,测定、分析了流动体系中的电化学阻抗谱,揭示了双相钢磨损腐蚀过程中电化学的作用及其机制。结果表明,腐蚀曜 磨损腐蚀过程中起主要作用,流体力学因素只是加速了腐蚀电化学过程,阻抗谱在低频区出现一直线段和低频收缩现象。分别是双相钢在磨损腐蚀过程中电极处于自钝化状态,并受离子在钝化膜中的扩散、迁移过程控制和电极表面局部遭受破坏的特征,对于流动体系中电化学阻抗谱的分析,曹氏阻抗理论同样适用。     

H2S分压对双相不锈钢应力腐蚀开裂行为的影响

利用高温高压反应釜进行腐蚀模拟实验,辅以失重法、SEM和EDS,对H2S/CO2共存环境下,H2S/CO2分压比一定时,H2S分压对2205双相不锈钢应力腐蚀开裂行为的影响进行了研究。结果表明,60℃的工况条件下,在H2S分压较低时,2205双相不锈钢钝化膜趋于完整致密,随着H2S分压进一步升高,钝化膜出现破损。2205双相不锈钢硫化物应力腐蚀开裂的敏感性较高,裂纹多为沿晶扩展。     

高氮钢和321不锈钢的冲刷腐蚀行为

用喷射式冲刷腐蚀实验研究了高氮奥氏体不锈钢和商用321不锈钢在含砂介质中的冲刷腐蚀行为,并计算了其在冲刷腐蚀条件下的力学和腐蚀交互作用分量。在单相NaCl溶液中静态条件下,高氮钢的耐蚀性能高于321不锈钢,在双相流介质中高氮钢的抗冲刷腐蚀能力亦高于321不锈钢。冲刷腐蚀不但加速了溶液中氧的传质过程,还破坏了不锈钢表面的钝化膜,使不锈钢处于活性溶解状态,以致电化学腐蚀速率增大两个数量级。交互作用中纯力学作用所占的比重最大。     

pH值对高氮钢在NaCl溶液中腐蚀行为的影响

利用动电位极化曲线、电化学阻抗谱和电流-时间响应曲线对高氮钢在不同pH值NaCl溶液中的电化学行为进行了研究。结果表明,高氮钢在酸性NaCl溶液中处于非稳定状态,出现3个自腐蚀电位,在碱性NaCl中发生阳极钝化,腐蚀速率随溶液pH值的增加而降低;在阳极极化条件下,高氮钢在中性NaCl溶液中生成的膜疏松多孔,对基体的保护性较差;而酸性和碱性NaCl溶液中,生成的钝化膜比中性NaCl中的致密。H+和OH-参与了钝化膜的成膜过程。     

高温高Cl-含量环境中H2S/CO2分压对超级双相不锈钢UNS S32750点蚀行为的影响

在高温、高Cl~-含量及不同H_2S/CO_2分压条件下对超级双相钢UNS S32750进行了腐蚀浸泡试验,并采用失重法、激光共聚焦显微镜、X-射线光电子能谱(XPS)分析了超级双相不锈钢UNS S32750的均匀腐蚀速率、点蚀形貌和表面钝化膜组成。结果表明:在试验条件下当H_2S/CO_2分压不大于30kPa/150kPa时,超级双相不锈钢UNS S32750具有良好的耐均匀腐蚀和点蚀性能;但当H_2S/CO_2分压为100kPa/500kPa时,H_2S造成了钝化膜的局部破坏,引发阳极性溶解,使超级双相不锈钢UNS S32750发生点蚀;钝化膜主要由FeS_2、NiO、NiS、Cr_2O_3及Fe(OH)_2组成。     

EBSD技术研究金属材料晶体取向对大气腐蚀萌生的影响机理

利用电子背散射衍射(EBSD)技术,对Q235B钢、T91钢、7050铝合金和LY12铝合金4种材料表面预标记区域的晶体结构与取向进行了分析,研究4种金属表面在Cl-污染大气环境中的腐蚀萌生过程,及其表面晶体结构与取向对其大气腐蚀早期过程的影响。结果表明,Q235B钢的表面结构对在Cl-污染大气中均匀腐蚀萌生、发展过程没有显著影响,这主要是因为Q235B钢在大气环境中处于活化状态。T91钢倾向于在晶界处发生腐蚀,7050铝合金和LY12铝合金的点蚀坑则倾向于在表面能较高的晶面萌生。对于发生局部腐蚀的金属来说,腐蚀萌生易发生在钝化膜容易击穿的位置,晶界处和表面能较高的晶面由于钝化膜的稳定性较差,因而较容易发生腐蚀。     

氯离子对9Cr马氏体钢静态腐蚀和应力腐蚀行为的影响

目的研究9Cr马氏体钢在非服役条件下的腐蚀行为。方法运用传统电化学测试和微区扫描振动电极(SVET)技术研究材料的静态腐蚀行为,采用慢应变速率动态拉伸腐蚀试验与传统电化学测试技术相结合的方法研究材料的应力腐蚀行为。结果获得常温下氯离子对马氏体钢静态腐蚀行为的影响规律,以及慢拉伸过程中材料表面钝化膜生成和破裂过程。结论马氏体钢在氯化钠溶液中的腐蚀为阳极溶解型,且随着氯离子浓度的上升,局部腐蚀电流密度增大。常温下材料在含氯离子环境中发生弹性变形时,表面生成的钝化膜使材料的抗腐蚀性能升高。当材料进入塑性变形阶段后,由于金属表面缺陷的增多、颈缩区体积的收缩,以及钝化膜与基体金属塑性变形能力的差异,钝化膜逐渐溶解并发生破裂。     

高氮奥氏体不锈钢的腐蚀行为研究

研究了无镍高氮高锰奥氏体不锈钢(HNSSs)的均匀腐蚀、晶间腐蚀、缝隙腐蚀、点蚀性能及再钝化性能;与商用316L不锈钢(316LSS)对比,考察了冷变形、敏化处理等对HNSSs的微观组织、钝化膜特征及耐蚀性的影响。结果表明:固溶HNSSs的均匀腐蚀和晶间腐蚀抗力明显不如316LSS的,敏化处理不影响钢的均匀腐蚀抗力,但导致晶间腐蚀抗力急剧弱化,尤其是无Mo钢;固溶HNSSs的缝隙腐蚀和点蚀抗力优于316LSS的,特别是含Mo钢,敏化处理导致钢的缝隙腐蚀和点蚀抗力弱化;冷变形引入大量微观缺陷,导致钝化膜变薄,膜中稳定氧化物减少,保护性变差,降低了HNSSs在含Cl-溶液中的点蚀抗力,但改善了其再钝化性能;敏化析出χ相,导致HNSSs的耐蚀性下降,再钝化性能劣化,且随冷变形量增加更为显著。并讨论了HNSSs的腐蚀机理。     

氮元素对25-6Mo3型双相不锈钢耐孔蚀及缝隙腐蚀性能影响的研究

从孔蚀与缝隙腐蚀两方面考察氮对25-6Mo3型双相不锈钢耐蚀性能的影响。结果表明:随含氮量增加,材料的孔蚀阻力增大,缝隙腐蚀速率下降,且存在关系式:CCT(℃)=17.3+78.4N％(wt)。含氮量越高,氮在钝化膜中的富集程度越大,对于含0.28％N的钢,其最高富集系数可达14;随含氮量增高,孔蚀位置从Y相转移到α相,含0.096％N是孔蚀位置发生转移的分界点。模拟闭塞区试验表明,含氮量越高,闭塞溶液的最终pH值越大,用Nessler特性试剂检验,发现0.28％N钢的闭塞液中存在着NH,从而证实了双相钢中同样存在着氮元素的缓蚀效应。可见氮元素的作用是通过膜内富集,改善γ相耐蚀性能以及与H~+结合形成NH_4~+从而抑制闭塞液酸度变化达到缓蚀效应而得以实现的。     

2507双相不锈钢在海水脱硫环境中的腐蚀行为

为了研究2507双相不锈钢在海水脱硫环境中的耐腐蚀性能，利用开路电位、电化学阻抗谱、动电位极化法、恒电位极化法、Mott-Schottky曲线和扫描电镜等研究了2507双相不锈钢在海水脱硫环境中的腐蚀行为。结果表明：2507双相不锈钢在海水脱硫环境中的腐蚀形式为点蚀。随着NaHSO₃浓度的增大，2507双相不锈钢的开路电位、自腐蚀电位E_corr和点蚀击穿电位E_b负移，钝化膜电阻R_ct减小，腐蚀电流密度I_corr增大，耐腐蚀性能下降。HSO^-₃与Cl^-的竞争吸附对点蚀具有协同促进作用，HSO^-₃参与钝化膜的钝化过程并形成金属硫酸盐，钝化膜点缺陷密度增大，载流子密度增大，导电性提高，钝化膜屏蔽作用下降。     

2205和316L不锈钢在氢氟酸中的电化学腐蚀行为北大核心CSCD

通过动电位极化和电化学阻抗方法考察了2205双相不锈钢和316L不锈钢在5%(体积分数)HF溶液中的电化学行为,借助Mott-Schokkty曲线分析了两种不锈钢表面钝化膜的半导体特性。结果表明:两种不锈钢在氢氟酸溶液中都能发生钝化,且2205双相不锈钢的钝化区间范围更宽,维钝电流密度更低。2205双相不锈钢表面钝化膜表现出更高的钝化膜电阻和电荷转移电阻,其抗氢氟酸腐蚀性能优于316L不锈钢,这主要与2205双相不锈钢中的Mo和Cr含量高、表面钝化膜缺陷少、钝化膜易修复等因素有关。     

2205和316L不锈钢在氢氟酸中的电化学腐蚀行为

通过动电位极化和电化学阻抗方法考察了2205双相不锈钢和316L不锈钢在5%(体积分数)HF溶液中的电化学行为,借助Mott-Schokkty曲线分析了两种不锈钢表面钝化膜的半导体特性。结果表明：两种不锈钢在氢氟酸溶液中都能发生钝化,且2205双相不锈钢的钝化区间范围更宽,维钝电流密度更低。2205双相不锈钢表面钝化膜表现出更高的钝化膜电阻和电荷转移电阻,其抗氢氟酸腐蚀性能优于316L不锈钢,这主要与2205双相不锈钢中的Mo和Cr含量高、表面钝化膜缺陷少、钝化膜易修复等因素有关。     

双相不锈钢应力腐蚀行为及防护技术研究进展

双相不锈钢含有铁素体+奥氏体两相组织,具有良好的机械和腐蚀性能,尤其以出色的抗应力腐蚀开裂性能而著称。但双相不锈钢在特定的环境和拉应力共同作用下,会出现应力腐蚀开裂现象,由于应力腐蚀开裂通常难以被发现,从而导致灾难性的事故。在此基础上,从材质的成分和金相组织,温度、pH、氯离子和氧气浓度等工况环境,冷变形和残余应力等方面总结了影响双相不锈钢应力腐蚀开裂的因素。结合双相不锈钢的使用环境和应力特点,阐述了双相不锈钢的应力腐蚀开裂机理,包括电化学阳极溶解理论、氢脆机制、膜破裂理论、化学脆化一机械破裂两阶段理论、应力吸附破裂理论。依据应力腐蚀开裂机理,结合影响因素,通过合理添加合金元素开发出新的双相不锈钢、双相不锈钢等离子碳氮共渗或表面涂层、热处理工艺等方法,有效地降低双相不锈钢应力腐蚀开裂的敏感性。最后,从双相不锈钢应力腐蚀开裂机理和防护技术两方面展望了双相不锈钢应力腐蚀开裂未来的研究方向,从本质上减少应力腐蚀开裂事故的发生,保障生产的“安稳长满优”。     

双相不锈钢耐应力腐蚀破裂机理的电化学研究

研究了以奥氏体为基体的和以铁素体为基体的两类双相不锈钢中第二相对应力腐蚀裂纹发展的影响,并采用选择性屏蔽某一相、测定另一相极化曲线等电化学方法探讨了这种影响的作用机理。结果表明:对应于耐应力腐蚀破裂的情况,两类双相钢中的第二相都表现出了对应力腐蚀裂纹发展的阻碍作用;同时,在电化学行为方面都起着阴极作用。因此,作者认为,第二相不易发生阳极溶解是其阻碍应力腐蚀裂纹发展,提高双相不锈钢耐应力腐蚀性能的重要原因。     

《中国腐蚀与防护学报》1983—1984年主题索引(按关键词第一字笔划顺序排列)

三划土壤不同湿度,对钢的腐蚀4(2),134四划不锈钢组织结构对2Cr13抗硫化物应力开裂性能的影响 3(1),10C:和M。对局部腐蚀过程的影响3(l),22SUS36,在醛化液中的表面膜3(2),112Cr一人丁n一N,析出相对SCC的影响3(4),25连1 Cr18NigTi,椭圆术研究钝化膜4(1),53奥氏体,在42%人JgCI:中的SCC4(3),257310,氢的渗透行为4(3),179Cr20Ni25的氢脆4(3), 213SUS36,在醛化液中的腐烛及阳极保护4(4),277小孔腐蚀的发生与发展过程4(4),270离子注入Dy十,对水溶液腐蚀约影响4(4),302中尽腐蚀与防护学会第一届第二次理事会3(1),21酸性介质缓蚀剂学术讨…