输电杆塔材料在模拟海岸-工业复合环境中的大气腐蚀行为研究

研究了输电杆塔材料Q235、Q420、SQ420NH以及Q235镀锌钢在模拟海岸-工业环境中的大气腐蚀行为。四种材料的大气腐蚀速率由腐蚀失重法获得。利用XRD、SEM分析腐蚀锈层。结果表明:对于Q235、Q420和SQ420NH三种碳钢,前期腐蚀失重相差不大;腐蚀后期,SQ420NH开始表现出耐候性特点,耐蚀性优于Q235和Q420。三种碳钢的腐蚀产物主要为γ-FeOOH和α-FeOOH。随着腐蚀时间的延长(720 h),γ-FeOOH逐渐向α-FeOOH转变,锈层的致密度增加。腐蚀初期,Q235和Q420腐蚀产物形貌分别为棉花球状和片状,SQ420NH腐蚀产物形貌则为棉絮状。腐蚀后期,三种碳钢腐蚀产物演变为更多棉花球状。Q235镀锌钢腐蚀产物密实,孔洞、蚀坑数量较少,具有较好的保护性。     

耐酸性土壤腐蚀接地网用钢研究

采用硅藻土模拟法研究了Q235,A1和A2钢在模拟酸性土壤中的腐蚀行为,对比分析了材料的腐蚀失重,利用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等方法研究了材料的腐蚀形貌及腐蚀产物。结果表明,在模拟酸性土壤中,Q235,A1和A2钢周期360h的腐蚀速率别为0.48,0.14和0.097mm/a。碳层分析表明,降低碳含量有助于减少钢中的微电池腐蚀;Cr的加入可以提高基体的自腐蚀电位;腐蚀后内锈层位置Cr的富集可以提高锈层的致密性,并改变点蚀的扩展方式;3种材料主要腐蚀产物均为α-FeOOH,γ-FeOOH和Fe3O4,其中A1和A2钢内锈层腐蚀产物中α-FeOOH比例增大,其α/γ-FeOOH比值约为Q235的10倍,腐蚀产物保护性更优。     

Q235钢在海水及海水淡化一级RO产水中的腐蚀特性研究

采用动态挂片实验,研究了Q235钢在海水及海水淡化一级RO产水中的腐蚀特性,并分析了试片表面的形貌及腐蚀产物成分,以探究Q235钢在一级RO产水中高速腐蚀的原因。结果表明:随时间的延长,Q235钢在海水中的腐蚀速度下降,并趋于稳定,而在一级RO产水中的腐蚀速度逐渐上升,并维持于高位;Q235钢在两种水体中的腐蚀产物,组分相同,但各组分的相对含量及变化趋势有很大差异;一级RO产水中,Q235钢生成的腐蚀产物为球状颗粒,没有海水中产生的针状腐蚀产物致密;一级RO产水的弱酸性促进γ-FeOOH迅速转化为导电氧化物Fe3O4,生成的锈层不连续,不能阻碍氧扩散过程的进行,这是导致Q235钢高速腐蚀的主要原因。     

输电杆塔材料在海洋大气环境中的初期腐蚀行为

研究了南方电网杆塔材料Q235、Q345以及镀锌钢在海洋大气环境中的初期腐蚀行为。利用SEM、EDS分析了试样表面锈层的微观形貌和化学成分,利用X射线衍射仪分析了锈层的物相组成,并用失重法计算了腐蚀速率。结果表明,除了Q345的腐蚀速率略低于Q235外,这两种钢材的初期腐蚀行为非常接近,腐蚀产物主要为γ-Fe OOH和α-FeOOH,这种腐蚀产物疏松多孔,存在大量裂纹。海洋环境中氯离子的存在促进了腐蚀产物的形成,从而加速了基体的腐蚀;镀锌钢表层为相对致密的氧化锌,没有铁的氧化物,因此其腐蚀速率很低,表现出了良好的耐腐蚀性。     

Q235和Q450钢在吐鲁番干热大气环境中长周期暴晒时的腐蚀行为研究

在吐鲁番干热大气环境中对Q235和Q450钢进行4 a大气暴晒实验。结果表明,两种钢表面均有较为明显的锈层,Q450耐候钢4 a的平均腐蚀速率为12 g·m~(-2)·a~(-1),Q235钢平均腐蚀速率为14 g·m~(-2)·a~(-1),Q450钢腐蚀速率相对较低,腐蚀坑深度较浅。腐蚀产物主要由α-FeOOH,γ-FeOOH和Fe_2O_3·H_2O组成,其中Q450钢腐蚀产物中α-FeOOH比例相对较高,腐蚀产物致密。电化学阻抗测试结果表明:Q450钢腐蚀产物电阻远大于Q235钢的,表面电荷转移电阻也大于Q235钢的,即Q450钢耐蚀性较好,腐蚀产物对基体保护作用相对较好。     

Q235钢在海水淡化一级反渗透产水中的腐蚀行为

采用旋转挂片和SEM, EDS及IR分析研究Q235钢在海水淡化一级反渗透产水中(RO)的腐蚀速度和腐蚀产物变化规律,并利用动电位扫描、电化学阻抗法研究腐蚀过程及腐蚀反应控制步骤。结果表明,Q235钢在海水淡化一级反渗透产水中腐蚀速度在48 h内迅速增大至1.4 mm/a,其后保持稳定。锈层初期为γ-FeOOH薄层,随时间延长逐渐转为由Fe₃O₄构成的内锈层及由γ-FeOOH和α-FeOOH构成的外锈层。腐蚀过程受阴极控制,初期腐蚀阻力达到最大,其后由于大量γ-FeOOH在酸性条件下极易转化为对腐蚀反应没有阻滞作用的Fe₃O₄,腐蚀阻力迅速减小,腐蚀速度迅速增大,当Q235钢表面γ-FeOOH生成和转化达到平衡后,腐蚀阻力保持稳定,腐蚀速度也不再发生变化。     

Q235碳钢在SO2气体中的初期腐蚀行为

通过SO2气体加速腐蚀实验,利用环境扫描电镜(XL30-FEG-ESEM)、能谱分析(EDAX)和Fourier红外光谱(FTIR)等分析技术,研究了碳钢Q235在湿热SO2气氛中的腐蚀行为和锈巢形成机制.结果表明:Q235在不同浓度SO2中腐蚀速率的变化趋势是不同的.浓度较高时,腐蚀速率随腐蚀时间延长而降低;浓度较低时,腐蚀速率随腐蚀时间延长缓慢增加.提高SO2浓度对锈层中含硫化合物的形成影响不大,但对锈层中氧化物或氢氧化物形成起到促进作用.实验条件下的腐蚀产物均含有FeSO4.7H2O,Fe2(SO4)3.9H2O,γ-FeOOH和无定形的δ-FeOOH,当SO2体积分数大于0.5%时,产物中还出现α-FeOOH.在0.05%SO2气氛中,Q235表面形成锈巢,锈巢内、外的各种元素含量差异很大.     

含Ti耐海水腐蚀钢的显微组织及性能

分析了含Ti耐海水腐蚀钢的显微组织和力学性能,并利用周期浸润腐蚀实验研究了其在模拟海洋环境下的腐蚀演化行为。结果表明:该耐海水腐蚀钢的显微组织主要为多边形铁素体,屈服强度达到390MPa以上;耐候钢腐蚀初期腐蚀速率较快,腐蚀速率随时间增加而减小;与普通的Q345钢相比,该钢在模拟海洋环境中有优异的抗腐蚀性能,相对腐蚀速率小于55%;耐候钢锈层表面的腐蚀产物主要以α-FeOOH和γ-FeOOH为主,含有少量Fe_2O_3和Fe_3O_4。     

船板钢耐海洋大气腐蚀性能研究

采用周浸加速腐蚀试验技术,结合电子探针以及XRD物相定量分析等手段对比研究了船板钢F690、F460和普通Q235B C-Mn钢在模拟海洋大气环境中(3.5wt%NaCl水溶液)的耐腐蚀性能。结果表明,F690钢形成的锈层表面平整,除锈后未发现明显的点蚀坑存在,内外锈层分明,锈层较致密,且在内锈层中检测到Cr和Mo的明显富集,其年腐蚀速率也相对较低。F460钢锈层中也观测到少量的Cr元素的富集。Q235B的锈层疏松,内外锈层没有明显分界。船板钢锈层都是由α-FeOOH、β-FeOOH、γ-FeOOH和Fe3O4组成的。F690钢中物相α-CrxFe1-xOOH含量较多,Mo分布于内锈层的裂纹处,使内锈层更加致密。     

碳钢和耐候钢在南沙海洋大气环境中的初期腐蚀行为

采用腐蚀失重法、宏观形貌观察法、SEM、XRD、白光干涉及拉伸实验等分析手段对碳钢Q235和耐候钢Q450NQR1在南沙大气环境下的初期腐蚀行为进行了研究。结果表明,Q235和Q450NQR1在南沙大气环境中的初期腐蚀比万宁及西沙等海洋大气环境中的腐蚀严重,2种钢的朝天面都比朝地面腐蚀严重,朝地面的锈层更容易脱落。暴晒2个月时,Q235和Q450NQR1的腐蚀失厚相近。暴晒5个月时,Q235的腐蚀失厚明显高于Q450NQR1的腐蚀失厚。2种钢在暴晒2个月时,朝天面和朝地面的腐蚀产物都主要为γ-FeOOH、α-FeOOH和Fe_3O_4;而暴晒5个月时,朝天面产物中出现了β-FeOOH,而朝地面β-FeOOH极少。朝天面的产物中Fe_3O_4相对含量少于朝地面,γ-FeOOH的相对含量多于朝地面。     

桥梁耐候钢在含Cl~-离子环境中的腐蚀行为

选择3种Ni含量为3.5%的桥梁钢,采用干湿周浸加速腐蚀实验模拟海洋大气环境下桥梁钢的耐腐蚀性能变化,并利用金相显微镜、XRD和SEM等分析了不同Mn和Cu含量桥梁耐候钢组织以及其腐蚀不同时间的腐蚀形貌和锈层特征.结果表明:桥梁耐候钢的组织由准多边形铁素体、针状铁素体和粒状贝氏体组成;随着Mn含量的增加,钢的耐蚀性能增加;Ni和Mn在锈层中均匀分布,Cu在锈层的缝隙或孔洞等缺陷处富集.锈层主要由Fe_3O_4,γFeOOH和α-FeOOH组成,腐蚀不同时间后的试样锈层组成相有所不同;γ-FeOOH和α-FeOOH与钢的腐蚀速率密切相关;增加Mn含量可以促进γ-FeOOH和α-FeOOH的生成,同时抑制γFeOOH和αFeOOH的晶粒长大.     

碳钢在吐鲁番干热大气环境中的腐蚀行为

通过现场暴晒实验研究碳钢在吐鲁番干热大气环境中的腐蚀行为和机理。Q235和Q450钢在吐鲁番干热大气环境中经过1 a暴露后,Q235钢的腐蚀速率大于Q450钢。结合扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线衍射(XRD)等分析测试手段,研究了两种碳钢表面的腐蚀产物,两者的腐蚀产物主要为α-FeOOH,γ-FeOOH和Fe3O4。Q235钢中γ-FeOOH与α-FeOOH含量的比值较高,其腐蚀产物疏松,耐蚀性较差。而Q450钢中γ-FeOOH与α-FeOOH含量的比值较低,其腐蚀产物相对致密,耐蚀性较好。去除腐蚀产物后,通过体视学显微镜观察发现,Q235钢的表面产生大量密集腐蚀坑,且腐蚀坑深度和体积都大于Q450钢表面腐蚀坑。     

周期干湿浸条件下P265GH钢和Q235钢的大气腐蚀行为简

以NaCl+NaHSO3为腐蚀介质,通过浸渍干湿复合循环实验及腐蚀失重分析,并利用SEM,XRD和FTIR技术,研究了Q235碳钢和P265GH低合金钢的大气腐蚀行为。结果表明,两种钢的腐蚀遵从相同的动力学规律,腐蚀产物中均存在大量致密的α-FeOOH和非晶态δ-FeOOH,锈层具有很好的保护性,使得腐蚀速率降低。实验开始阶段两种钢的腐蚀量基本相同,但随着腐蚀的进行两者差距增大,P265GH低合金钢较Q235碳钢的失重小、锈层致密、耐腐蚀性好。     

Q500qENH特厚桥梁钢板及其焊接接头的耐腐蚀性能

采用周期浸泡腐蚀试验技术,结合电子探针以及XRD物相分析等手段,研究了桥梁钢Q500qENH及其焊缝和普通Q345B钢在模拟工业大气环境中(0.01 mol/L NaHSO3水溶液)的耐腐蚀性能。结果表明,桥梁钢内外锈层分明,锈层较致密,且在内锈层中检测到Cr有明显富集,其年腐蚀速率也相对较低。Q345B钢的锈层疏松,内外锈层没有明显分界。桥梁钢锈层都是由α-FeOOH、γ-FeOOH和Fe3O4组成的。桥梁钢中物相α-FeOOH含量较多,Cr分布于内锈层的裂纹处,使内锈层更加致密。     

Q235钢海洋大气腐蚀暴露试验研究

采用Q235钢在海南万宁距海岸95m、25m和海洋平台3个暴露点进行了半年大气腐蚀暴露试验,同时持续监测各暴露点空气中的氯离子含量.利用视频显微镜观测样品锈层的腐蚀形貌,采用比浊法测定腐蚀产物中氯离子含量,使用FTIR光谱仪分析锈层的物相组成.结果表明,样品的朝阳面和背阳面腐蚀形貌存在较大差异,各暴露点样品腐蚀深度与各点空气中及锈层中的氯离子含量密切相关,腐蚀产物的主相为γ-FeOOH和Fe3O4,次相为α-FeOOH和δ-FeOOH.     

光照和暗黑条件对体育器械用Q235钢大气腐蚀行为的影响

对比分析了光照和暗黑条件下Q235钢腐蚀前后的质量变化,并对表面腐蚀产物的物相、表面腐蚀形貌和电化学性能进行了分析。结果表明,在相同的时间下,光照条件下Q235的腐蚀增重都要高于暗黑条件;随着腐蚀时间的延长,暗黑和光照条件下Q235钢的腐蚀失重都逐渐增加,在紫外光照条件下Q235钢的大气腐蚀速率明显要高于暗黑条件下的腐蚀速率;光照条件下Q235钢的表面腐蚀产物主要有α-Fe OOH、β-Fe OOH和γ-Fe OOH;而暗黑条件下的腐蚀产物主要为α-FeOOH和γ-Fe OOH;在相同的腐蚀暴露时间下,光照条件下Q235钢的耐腐蚀性低于暗黑条件下的耐腐蚀性。     

Q235钢在薄液膜下腐蚀行为与图像信息的相关性研究

研究了大气腐蚀环境下Q235钢腐蚀行为,通过图像处理获取锈层组成的信息。将电化学监测和图像分析相结合,通过提取图像特征参数,并与电化学信息进行对比分析,研究Q235钢在薄液膜下腐蚀行为与图像信息的相关性。结果表明,Q235钢大气腐蚀始于珠光体,出现局部区域优先腐蚀特征;随着腐蚀进行,出现均匀化特征。丝束电极分析表明,随着时间增加,Q235钢腐蚀电位降低,腐蚀电位标准差减小,阳极区域不断扩大。神经网络图像分析表明,随时间增加,锈层中α-FeOOH的含量增加,对氧的扩散出现阻挡作用,促使局部腐蚀向均匀腐蚀转变。腐蚀行为与图像特征信息具有相关性,即与局部腐蚀向均匀腐蚀转变进而速率减缓相对应,表面出现完整腐蚀产物层。     

电力设备架构部件用Q235B钢和镀锌钢在工业高湿热环境中的腐蚀行为

通过中性盐雾试验,研究了Q235B钢和镀锌钢在NaHSO₃和NaCl混合溶液中的腐蚀行为,利用扫描电镜和电化学测试等方法,分析了两种材料的耐蚀性。结果表明：随着腐蚀时间的延长,Q235B钢表面腐蚀产物由片状γ-FeOOH转变为球状α-FeOOH,Q235B钢和镀锌钢表面的腐蚀产物层逐渐变得致密,镀锌钢的低频容抗弧半径和电荷转移电阻均呈先减小后增大的趋势;在盐雾腐蚀过程中,Q235B钢的腐蚀电流密度大于镀锌钢的,镀锌钢的电荷转移电阻大于Q235B钢的,表明镀锌钢的耐蚀性比Q235B钢的好。     

Q235碳钢在宜宾不同大气环境中的腐蚀行为

通过室外暴露试验和电化学测试,研究了电网设备主要金属材料Q235碳钢在四川宜宾地区不同大气环境中的腐蚀行为。结果表明：在四川宜宾A、B、C三个变电站环境中,Q235碳钢的平均腐蚀速率分别为19.68μm/a、41.40μm/a和28.75μm/a,其表面腐蚀产物主要由α-FeOOH、γ-FeOOH和Fe₃O₄组成,在B和C变电站环境中,Q235碳钢表面腐蚀产物中的α-FeOOH含量较高;在B变电站环境中,Q235碳钢的腐蚀电流密度最大,膜层电阻最小,说明其表面锈层对基体的保护性能较差。     

Q235钢在西沙大气环境中的初期腐蚀行为

在西沙群岛典型的高温、高湿和高盐分大气环境下对Q235钢进行了 1个月短期暴晒实验,利用扫描电镜、电子探针、激光拉曼和X射线衍射仪等观察分析了暴晒后样品的表面形貌、腐蚀产物成分和锈层元素分布。结果表明：Q235钢形成的锈层疏松多孔,多裂纹,对基体没有保护作用。由于Cl^-的侵蚀作用,锈层和基体之间发生氧化还原反应,加速了基体的腐蚀。碳钢在西沙暴晒1个月后外表层的腐蚀产物主要有：Fe₈(O,OH)₁₆Cl_1.3,Υ-FeOOH, β-FeOOH及少量α-FeOOH等,锈层内部不同位置的产物基本相同,主要为Fe₃O₄,Υ-Fe₂O₃以及少量的Υ-FeOOH、β-FeOOH等。