表面状态对X80管线钢腐蚀行为的影响

采用线性极化测试、电化学阻抗谱和动电位极化等电化学测试技术并结合表面分析方法,研究了表面状态对X80管线钢在模拟土壤溶液(NS4)中的腐蚀行为影响。试验结果表明,随着表面粗糙度下降,其自然腐蚀电位向正向移动,腐蚀电流密度下降,即腐蚀速率减小;不同粗糙度的X80钢试样在NS4溶液中电化学阻抗谱表现为一个时间常数;随表面粗糙度的逐渐减小,电荷转移、电阻逐渐增大。微观形貌显示,试样表面腐蚀产物随着粗糙度的减小而逐渐减少。试样表面效应是引起不同粗糙度钢腐蚀差异的重要因素。     

X80管线钢在不同pH满洲里土壤模拟溶液中的腐蚀行为

采用动电位极化和电化学阻抗技术研究了X80管线钢在pH为6.2,7.35,8.5,9.65,10.8的满洲里土壤模拟溶液中的腐蚀行为,并观察了试验钢的腐蚀形貌。结果表明:在pH较低(pH为6.2~9.65)的溶液中,极化曲线平滑,当pH升至10.8时,极化曲线出现短暂的活化钝化转变区;X80管线钢在5种pH溶液中均呈活化溶解的特性;随着溶液的pH升高,电极极化电阻增大,腐蚀呈减缓的趋势;当溶液pH为6.2时,腐蚀产物膜受到破坏,钢的腐蚀严重;当pH为7.35~9.65时,钢表面有数量相近的点蚀坑,此时pH对腐蚀的影响较小;当pH为10.8时,钢表面形成了致密的腐蚀产物膜,钢的腐蚀程度较轻。     

库尔勒土壤模拟溶液的pH对X80管线钢电化学腐蚀行为的影响

通过测定电化学阻抗谱和动电位极化曲线,研究了库尔勒土壤模拟溶液的pH对X80钢电化学腐蚀行为的影响,并用光学显微镜观察其腐蚀表面形貌。结果表明:随着模拟溶液pH的增大,X80钢的腐蚀速率呈现逐渐减小的趋势;当模拟溶液为弱酸性时,腐蚀产物膜遭到破坏,X80钢表面腐蚀坑明显;当溶液为碱性时,腐蚀产物膜能够防止金属进一步腐蚀;模拟溶液pH为10.5时,X80钢表面出现了钝化膜,其表面腐蚀现象不明显,只有几个微小的腐蚀坑存在。     

敏化处理后304不锈钢的电化学腐蚀性能

通过电化学动电位再活化法评价了304不锈钢在600℃保温不同时间后的敏化度,研究了不同敏化度试验钢分别在体积分数4%乙酸溶液、质量分数5%NaCl溶液以及二者体积比1∶1的NaCl/乙酸混合溶液中的电化学腐蚀行为,以及浸泡时间、溶液温度对电化学腐蚀性能的影响。结果表明:随着保温时间的延长,试验钢的再活化电流增大,敏化度增大;随着敏化度的增大,试验钢在NaCl溶液和NaCl/乙酸混合溶液中的自腐蚀电位负移,耐腐蚀性能降低,而在乙酸溶液中的自腐蚀电位正移,耐腐蚀性能提高;随着浸泡时间的延长,试验钢在NaCl溶液中的自腐蚀电位负移,耐腐蚀性能降低,在乙酸溶液中的自腐蚀电位正移,耐腐蚀性能提高,在NaCl/乙酸混合溶液中的自腐蚀电位未发生明显的变化,耐腐蚀性能基本不变;随着溶液温度的升高,试验钢在不同溶液中的自腐蚀电流密度均增大。     

合金元素铬和铝对J55钢电化学腐蚀行为的影响

为了解铬、铝合金元素对J55钢电化学腐蚀行为的影响,采用电化学测试和浸泡试验研究了含铬和铝的J55钢在3.5%NaCl溶液中的电化学腐蚀行为。结果表明:加入1.49%Cr、1.47%Al和1.98%Cr、1.95%Al后,J55钢的开路电位(或自腐蚀电位)明显正移,腐蚀活性降低,极化电阻增大,自腐蚀电流密度减小,腐蚀速率大大降低;加入铝、铬元素后的J55钢在NaCl溶液中浸泡200d后,其表面生成了富集铝和铬的具有保护性的腐蚀产物膜,提高了钢的耐腐蚀性能。     

阳极/阴极面积比对Zr-4合金腐蚀磨损的影响

采用往复磨损实验机完成了Zr-4合金/Al2O3摩擦副在Na2SO4溶液中的腐蚀磨损实验。试验在改变负荷及试样的阳极/阴极面积比时,对腐蚀磨损的影响作了分析。用三坐标表面粗糙度仪测量了磨损体积,利用脉冲电位评价磨损产生的新生面与磨损表面的关系。结果表明:随着负荷的增加,自然电位下降而磨损量成正比例增加。电化学腐蚀作用随试样阳极/阴极的面积比的减小而增大。磨损面损伤的主要表现为磨粒磨损和粘着磨损的共同作用。     

J55碳钢在不同流速NaCl溶液中的腐蚀行为

采用电化学测试和浸泡试验研究了J55碳钢在不同流速质量分数为3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为,分析了流动速率(0,0.5,1m·s-1)对其腐蚀行为的影响及相关机理。结果表明:NaCl溶液流动使该钢的开路电位和自腐蚀电位正移,自腐蚀电流密度增加,双电层的极化电阻降低;溶液流动对阳极溶解的机制没有明显的影响,但提高了阴极反应的Tafel斜率;在流速为1m·s-1的溶液中,J55碳钢的平均腐蚀速率比在静止溶液中的显著增大,并促进了局部腐蚀的发生;溶液流动促进了阴极离子的传递过程,减小了腐蚀产物膜的电阻。     

P110钢和TP110SS钢在含不同饱和气体NaCl溶液中的腐蚀行为

采用挂片浸泡试验和电化学试验研究了P110钢和TP110SS钢在分别含有饱和H_2S、CO_2以及H_2S+CO_2气体NaCl溶液中的腐蚀行为。结果表明:两种试验钢在含饱和H_2S的NaCl溶液中的腐蚀最为严重,腐蚀产物主要为易脱落的铁硫化合物,其对金属基体的保护作用较弱;在含饱和CO_2的NaCl饱和溶液中的腐蚀速率最低,试验钢表面呈典型的"台地"和"癣状"腐蚀形貌,腐蚀产物主要为碳酸亚铁;在含饱和H_2S+CO_2的NaCl溶液中的腐蚀速率介于前两者之间,主要以H_2S腐蚀为主,腐蚀产物疏松、不致密,试验钢表面的局部腐蚀形貌显著;试验钢在含3种饱和气体NaCl溶液中的腐蚀反应均属于典型的阳极溶解型。     

3种成分中碳合金钢的显微组织及在含Cl-环境下的耐腐蚀性能

基于40Cr钢成分,设计出3种成分(质量分数/%)分别为0.35C,0.9Mn,3.5Cr,0.6Si,0.3V,0.05Ti(编号N1),0.35C,1.2Mn,2.0Cr,0.8Si,0.4V,0.11Ti(编号N2)以及0.40C,0.6Mn,3.5Cr,0.8Si,0.1V,0.23Ti(编号为N3)的试验钢,研究了试验钢的显微组织以及在质量分数3.5%NaCl溶液中的电化学性能和耐腐蚀性能。结果表明:N3试验钢的晶粒最细小且马氏体板条束最窄,N1试验钢次之,N2试验钢最大;N1试验钢的开路电位最高,自腐蚀电位最高,自腐蚀电流密度最低,最大相位角绝对值最大,容抗弧半径最大;在NaCl溶液中浸泡24 h后,N1和N3试验钢表面发生局部点蚀,N2试验钢发生均匀腐蚀;N1试验钢中铬含量高,晶粒尺寸适中,表面腐蚀产物致密性最高,耐腐蚀性能最好。     

敏化态430不锈钢在食物模拟溶液中的耐腐蚀性能

430不锈钢试样在进行不同程度的敏化后,在5%(质量分数,下同)NaCl溶液、4%(体积分数,下同)乙酸溶液、5%NaCl+4%乙酸混合溶液等3种食物模拟溶液中进行电化学试验,研究了敏化度、浸泡时间和溶液温度对试样耐腐蚀性能的影响。结果表明:在NaCl溶液中,试样的自腐蚀电位随敏化度的增大正移,随浸泡时间的延长先负移后正移;在乙酸溶液和NaCl+乙酸混合溶液中,自腐蚀电位随敏化度的增大或浸泡时间的延长均负移,且在NaCl+乙酸混合溶液中的负移幅度均很小;随着溶液温度的升高,试样在3种溶液中的自腐蚀电流密度和腐蚀速率均增大。     

X80管线钢在三种土壤模拟溶液中的微生物腐蚀规律

在含硫酸盐还原菌(SRB)的鹰潭、沈阳、大港土壤模拟溶液中进行14d的挂片浸泡试验和电化学试验,研究了X80管线钢在三种土壤模拟溶液中的微生物腐蚀规律。结果表明:X80钢在大港土壤模拟溶液中的腐蚀速率最大,在鹰潭土壤模拟溶液中的最小,SRB和Cl~-的共同作用可促进X80钢表面点蚀坑的形成;X80钢在上述三种土壤模拟溶液中的腐蚀过程相同,阴极过程是以氢去极化为主的控制过程,阳极过程为金属溶解,生成黄色疏松的腐蚀产物FeO(OH),同时Fe~(2+)与SRB结合生成铁硫化合物;鹰潭土壤的pH较低,可抑制水解反应;在大港土壤模拟溶液中生成的腐蚀产物中未检测出FeS,这是体系中少量SRB参与氢去极化过程的结果。     

高强管线钢在高pH环境中的慢应变拉伸试验研究

通过对国产X80管线钢在高pH环境下慢应变速率拉伸试验（SSRT）研究，分析了国产X80管线钢在0．5mol／L Na2CO3＋1mol／L NaHCO3溶液中的应力腐蚀破裂（SCC）敏感性，并对其破裂断口进行SEM观察和分析。外加电位时，X80管线钢在高pH溶液中SSRT试验结果表明，随着外加电位的负向增大，X80管线钢的断裂时间tf,延伸率δ和断面收缩率RA明显降低，而裂纹扩展速率CGR增加，SCC敏感性增加。在阴极电位条件下断口呈准解理断裂，断口处有明显的应力腐蚀破裂发生，在自腐蚀电位和阳极电位条件下，X80钢试样断口主要是韧性断裂，SCC敏感性很低。     

淬火温度对40Cr13塑料模具钢耐腐蚀性能的影响

对40Cr13塑料模具钢进行不同温度(960,1020,1080,1140℃)淬火处理,研究了淬火温度对该钢组织与硬度的影响,然后进行200℃的低温回火处理,通过浸泡试验与电化学测试研究了其耐腐蚀性能。结果表明:不同温度淬火后,试验钢组织均为淬火马氏体、碳化物与少量残余奥氏体;随着淬火温度的升高,组织变得粗大,碳化物减少,当淬火温度为1140℃时,组织中存在沿奥氏体晶界析出的网状碳化物;随着淬火温度的升高,试验钢的硬度先增加后减小。当淬火温度由960℃升高到1080℃,经回火后试验钢在FeCl₃溶液中的腐蚀速率减小,试验钢表面点蚀孔直径变小,数量增多,但深度变浅;试验钢在NaCl溶液中的自腐蚀电位增大,自腐蚀电流密度降低,腐蚀速率减小,腐蚀倾向降低;最佳淬火温度为1020℃,此时淬火马氏体组织较细小,硬度最大,回火后试验钢的耐腐蚀性能较好。     

CrNiMo钢腐蚀环境中的摩擦学性能研究

以CrNiMo钢和H96黄铜配副,研究了CrNiMo钢在室温蒸馏水润滑环境和H2SO3溶液性环境中的摩擦学性能.采用扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)对磨损表面进行表征.结果表明:在常温蒸馏水润滑条件和H2SO3溶液腐蚀条件下,摩擦因数均随滑动速度的增加而逐渐减小,而随接触压力的变化较小;H2SO3溶液腐蚀条件下的腐蚀质量损失随腐蚀时间的增加而增大,但其远小于试样的磨损质量损失;H2SO3溶液腐蚀条件下试样的磨损质量损失远大于蒸馏水润滑条件下的磨损质量损失.     

表面纳米化处理对Cr5Mo钢流动加速腐蚀性能的影响

采用超声喷丸(USSP)技术对Cr5Mo钢表面进行纳米化处理,研究了试验钢表面的组织及显微硬度,并对超声喷丸前后试样在含H2S流动去离子水溶液中的流动加速腐蚀性能进行了研究,并对腐蚀产物膜的微观形貌进行了观察。结果表明:经USSP处理后,试样表面形成了一定深度的纳米晶层,该晶层内的平均晶粒尺寸约为20nm;表面纳米化能够明显提高试样表层的显微硬度,并且处理时间越长,显微硬度越大,变形层厚度越大;与原始粗晶试样相比,表面纳米化试样的抗流动加速腐蚀性能增强,表面生成的腐蚀产物膜较致密;随着USSP处理时间的延长,腐蚀产物膜的致密度和完整性变差,耐蚀性能逐渐下降。     

X80钢焊接接头在抚顺地区三种典型介质中的腐蚀行为

采用动电位极化法和交流阻抗法研究了X80钢焊接接头在抚顺地区土壤溶液、雨水和雪水中的腐蚀行为,利用光学显微镜观察了腐蚀形貌。结果表明:X80钢焊接接头母材和焊缝试样在3种腐蚀溶液中的极化曲线均表现出典型的活化溶解特性,在土壤溶液、雨水和雪水中的极化电阻和弥散指数均依次升高,即腐蚀速率依次降低,表面膜致密性依次升高;X80钢焊接接头在3种腐蚀溶液中的耐腐蚀性能由好到差依次为雪水、雨水、土壤溶液,在同种腐蚀溶液中焊缝试样的耐腐蚀性能优于母材试样的。     

回火温度对35CrMo钢应力腐蚀性能的影响

研究了不同回火温度对35CrMo钢组织的影响,并在空气坏境、3.5%NaCl溶液和稀硫酸溶液中对35CrMo钢进行开缺口和未开缺口慢应变应力腐蚀试验。结果表明:在酸液中的35CrMo钢的力学性能下降最为剧烈;具有应力集中缺口的试样受腐蚀溶液影响大于未开缺口试样。淬火后在550℃回火40 min的试样在腐蚀介质中能承受的载荷相比其他工艺试样大,而在600℃回火的试样在腐蚀介质中持续的时间更长。     

海洋工程用D36、F460和F690钢在模拟海水中的电化学腐蚀行为

研究了海洋工程用国产D36、F460和F690钢的显微组织,以及在20,50℃模拟海水(质量分数3.5%NaCl溶液)中的电化学腐蚀行为。结果表明:热机控制工艺轧制D36钢的显微组织为铁素体、珠光体和少量魏氏组织,经淬火+回火热处理的F460和F690钢的显微组织均为细小板条贝氏体;在NaCl溶液中,D36、F460和F690钢的耐腐蚀性能和抗点蚀能力依次增大;与20℃下的相比,3种试验钢在50℃下的自腐蚀电流密度明显增大,耐腐蚀性能降低;在NaCl溶液中长时间浸泡后,D36、F460和F690钢的表面腐蚀产物膜厚度依次降低,腐蚀产物膜内元素种类依次增多,3种试验钢整体上均呈现均匀腐蚀特征。     

两种不同组织类型相同强度级别低合金高强钢的耐磨性

利用摩擦磨损试验机和自由磨料式腐蚀磨损试验机,在不同的润滑、载荷和腐蚀条件下,对两种组织类型不同、但抗拉强度同为700 MPa级别的S700和M700低合金高强度钢的滑动耐磨性和腐蚀耐磨性进行了研究,并分析了磨损机理。结果表明:S700钢的组织为铁素体+贝氏体,M700钢的组织为铁素体+珠光体;S700钢的硬度略高于M700钢的;在相同的滑动磨损条件下,S700钢的磨损量小于M700钢的;试验钢在酸性溶液中的腐蚀耐磨性均较差;在相同的腐蚀磨损条件下,S700钢的腐蚀耐磨性优于M700钢的;两种试验钢的滑动磨损机制主要是微观切削和塑性变形,酸性条件下的腐蚀磨损形貌为大面积的腐蚀坑且伴随剥落,而碱性条件的则以微观切削为主,并伴有少许的剥落。     

外加电势对304不锈钢在乙酸溶液中腐蚀磨损与重金属迁移行为的影响

探究不同外加电位条件下304不锈钢在体积分数为3%的乙酸溶液中的腐蚀磨损行为及重金属元素的迁移规律;对摩擦过程中不锈钢在3%的乙酸溶液中的电位进行极化扫描,根据得出的极化曲线在阴极和阳极区选定5个电位,考察在不同电位下304不锈钢摩擦因数及腐蚀电流随滑动时间的变化规律,并计算相应的磨损体积;通过磨痕形貌的观察,推测腐蚀磨损机制,并探讨腐蚀磨损过程中304不锈钢中重金属元素的迁移规律。实验结果表明:在阴极区,不锈钢仅受到纯机械磨损作用,随着表面的钝化膜不断去除,摩擦因数逐渐降低,磨损率相对较低;而在阳极区,不锈钢受到磨损与腐蚀的共同作用,摩擦因数逐渐升高,磨损量和极化电流不断增大,在外加电势达到1. 0 V时,不锈钢的磨损体积是OCP (-0.4 V)时的3倍,磨损机制转变为腐蚀磨损、磨粒磨损为主的混合作用机制;同时Cr和Ni 2种重金属元素的迁移量分别达到114、58μg/L。