外加阴极电位对模拟海水环境下21Cr2NiMo钢应力腐蚀行为的影响

海洋工程用系泊链钢经常遭受因阴极过保护导致的应力腐蚀开裂。因此,研究外加电位对系泊链钢的应力腐蚀影响规律及机制具有重要意义。本文旨在研究外加阴极电位对系泊链钢应力腐蚀行为的影响规律及机制。慢应变速率拉伸、电子背散射衍射和扫描电镜被用于本研究。以此为基础阐明了一类R5级别高强系泊链钢（21Cr2NiMo）在外加阴极电位下的应力腐蚀行为及机制。研究结果表明,21Cr2NiMo钢在强阴极极化下氢脆的敏感性较高;当外加电位在?775 mV vs. SCE时应力腐蚀敏感性最低;当外加电位低于?950 mV vs. SCE时应力腐蚀敏感性迅速升高。随着外加电位的降低断口形貌由穿晶型向沿晶型转变。随着外加阴极电位降低,沿晶型开裂从沿着板条贝氏体晶界开裂向沿着原奥氏体晶界开裂转变。扫描电镜结果表明点蚀促进了应力腐蚀裂纹萌生。随着外加电位降低,应力腐蚀机制由阳极溶解和氢脆机制混合控制转变为单一氢脆机制控制。     

钛合金的应力腐蚀

分析了环境、应力、材料对钛合金应力腐蚀的影响,介绍了钛合金应力腐蚀的3种机制(即活性通道机理、氢脆机理、氯脆机理).     

316L不锈钢应力腐蚀研究进展

316L不锈钢具备良好的力学性能、焊接性能、耐蚀性能，被广泛应用于化工管道、船舶及核电等领域。因其应用环境复杂，316L不锈钢在特定介质环境和拉应力的协同作用下，易发生应力腐蚀开裂，导致严重事故。概述了316L不锈钢应力腐蚀裂纹萌生及扩展的规律，总结了其应力腐蚀的阳极溶解和氢致开裂两种微观主导机制的特点。在此基础上，针对介质环境、材料、表面应力状态3个影响因素，综述了近年来通过调节介质环境的pH、溶液浓度、引入压应力、优化微观结构及涂层工艺等方面，改善316L不锈钢应力腐蚀性能的研究进展。最后，基于316L不锈钢面临的应力腐蚀问题，从应力腐蚀机制和防护措施两方面展望了316L不锈钢应力腐蚀的研究热点和方向。     

300M超高强度钢电化学性能及应力腐蚀开裂

采用动电位扫描技术和慢应变速率拉伸试验研究了超高强度钢300M在3.5%NaCl溶液中的应力腐蚀行为,并利用扫描电镜观察了不同外加电位下的断口形貌.300M钢在3.5%NaCl溶液中开路电位下的应力腐蚀开裂机制为阳极溶解型,Cl-的存在明显地增加了材料的应力腐蚀开裂敏感性.阳极电位-600 mV下300M钢溶解速率加快,表现出较高的应力腐蚀开裂敏感性,断面收缩率损失由开路电路下的52.6%升高至99.5%,裂纹起源于表面点蚀坑处,应力腐蚀开裂为阳极溶解型机制.阴极电位-800 mV下材料处于阴极保护电位范围,表现出较低的应力腐蚀开裂敏感性,强度和韧度与空气中拉伸的数值相近,开裂机制为阳极溶解和氢致开裂协同作用.在更低电位(低于-950 mV)下,300M钢的应力腐蚀开裂机制为氢致开裂,在氢和拉应力的共同作用下表现出很大的应力腐蚀开裂敏感性.     

高强系泊链钢在二氧化硫污染海洋大气环境下的应力腐蚀行为

随着陆地油气资源枯竭,越来越多的国家正在寻求开发利用海洋资源。为避免海上石油平台在海啸、台风和巨浪等恶劣环境倒塌,抗拉强度高达1000 MPa的R5级系泊链钢被广泛应用于海上石油平台。然而,以往的研究证明应力腐蚀开裂是导致系泊链钢失效的主要因素。因此,研究系泊钢的应力腐蚀过程具有重要意义。本文旨在研究海洋大气环境下硫化物浓度对系泊链钢应力腐蚀行为的影响规律及机制。本文采用了慢应变速率拉伸、电子背散射衍射和扫描电镜研究了硫化物浓度对系泊链钢应力腐蚀行为的影响规律,采用了电化学极化、X射线光电子能谱和X射线能谱等手段研究了不同硫化物浓度对系泊链钢腐蚀行为的影响,以此为基础阐明了高强系泊链钢在海洋大气环境下的应力腐蚀机制。研究结果表明,随着模拟海洋大气环境中SO₂污染程度的增加,腐蚀电流密度增大,腐蚀产物致密性更高,更易萌生点蚀。随着模拟海洋大气环境中SO₂污染程度的增加,系泊链钢的应力腐蚀敏感性增大。断口结果表明应力腐蚀裂纹萌生于点蚀,裂纹以沿晶和穿晶混合的方式扩展。由此总结系泊链钢在该环境下的应力腐蚀由阳极溶解机制和氢脆机制共同控制。     

FV520B钢在H_2S/CO_2环境下的应力腐蚀

采用慢应变速率应力腐蚀拉伸试验方法,开展了FV520B钢在模拟管道压缩机叶轮腐蚀介质环境中的高温、高压应力腐蚀开裂(SCC)研究,探讨了H2S浓度、CO2浓度、温度、压力等环境参数对FV520B钢应力腐蚀开裂的影响规律和作用机制.试验结果表明,H2S起主要腐蚀作用,应力腐蚀敏感指数随H2S浓度的增加而增大,而压力在一定范围内对应力腐蚀敏感指数影响不大.通过试样断口微观形貌观察分析,研究其应力腐蚀行为和机理,并计算不同环境参数下的应力腐蚀敏感指数,运用回归分析方法建立了FV520B钢在H2S/CO2环境中应力腐蚀敏感指数与介质浓度、温度、压力等环境参数之间的数学模型,表明H2S浓度、温度对应力腐蚀敏感指数的影响较为显著,同时,4种参数对应力腐蚀敏感指数产生交互作用.     

高pH值完井液中超级13Cr油管的腐蚀失效及SCC机制

通过对某失效高压气井超级13Cr油管的开裂原因、腐蚀形貌、腐蚀产物及有限元分析,探讨超级13Cr油管在高pH值完井液的腐蚀失效及应力腐蚀开裂(SCC)机制。结果表明:超级13Cr油管在高pH值完井液中发生应力腐蚀开裂,裂纹大多起源于油管外壁局部腐蚀坑处,其扩展方式由最初的穿晶解理开裂转变为沿晶开裂;超级13Cr油管外壁发生明显的腐蚀,腐蚀产物层厚度随井深增加显著增大,由外到内依次为Ca_3(PO_4)_2沉积层、FeCr_2O_4高温氧化产物层及Fe_3O_4主要腐蚀产物层,其中Fe_3O_4腐蚀产物层出现较为明显的双向生长现象;超级13Cr油管在井下工况中的腐蚀机制为金属离子和氧离子在氧化膜和腐蚀产物膜中的反应扩散过程,其SCC开裂以阳极溶解机制为主,辅以膜致开裂机制,而疲劳载荷的存在促进了SCC裂纹的萌生和扩展。     

论压力容器的应力腐蚀及防护策略

应力腐蚀是压力容器最危险的损伤之一,本文阐述了压力容器以及压力容器应力腐蚀的概念,分析了压力容器应力腐蚀的影响因素,从力学因素、环境因素、冶金因素以及使用过程等方面提出了控制压力容器应力腐蚀断裂的防护策略。     

硫氧化环境中高温合金的蠕变—腐蚀交互作用

论述了蠕变—腐蚀交互作用的存在和研究的必要。分别就环境对蠕变变形和蠕变断裂的作用,应力与蠕变对腐蚀的作用的宏观现象及微观机制进行了归纳和评述。     

近中性土壤中输气管道应力腐蚀开裂的影响因素

介绍了近中性土壤环境中输气管道应力腐蚀开裂的危害性,分析了应力腐蚀开裂的特征,重点阐述了影响应力腐蚀开裂的力学、材料和环境三个方面的因素,并指出了有效控制应力腐蚀开裂的途径和今后的努力方向     

时效处理对2024 Al合金晶间腐蚀性能的影响

对轧制态2024Al合金进行了495℃固溶处理和190℃不同时间的人工时效处理,采用光学显微镜、场发射扫描电镜、X射线能谱、电化学技术和加速腐蚀试验研究了2024Al合金的晶间腐蚀性能、腐蚀形貌和显微组织.加速实验结果表明,虽然2024Al合金易发生晶间腐蚀,但峰时效处理可明显提高合金的晶间腐蚀抗力.动电位极化曲线和电化学阻抗谱实验也获得了相似的结果.时效态2024Al合金腐蚀模式为局部晶间腐蚀和点蚀.点蚀由晶内第二相颗粒与基体Al间的电偶腐蚀引起,晶间腐蚀由晶界析出相与其周围的贫Cu区间以及基体Al与贫Cu区间的电偶腐蚀引起.     

装配对典型螺栓/螺母紧固件盐雾环境腐蚀行为的影响

海军航空装备的快速发展导致飞机必将面临更为严峻的海洋大气腐蚀问题,而军用飞机紧固件的腐蚀,尤其电偶腐蚀将严重影响飞机结构的安全性水平.因此,本文采用盐雾腐蚀模拟、扫描电镜观察与分析、电化学测试分析(自腐蚀电位测试、动电位极化测试、电偶腐蚀电流测试)等试验研究方法,将航空装备常用的30CrMnSiA镀镉钝化螺栓与三种不同螺母(30CrMnSiA镀镉钝化螺母、30CrMnSiA镀锌钝化螺母和0Cr16Ni6钝化螺母)偶接装配,研究由于装配导致的电偶腐蚀效应对典型螺栓/螺母紧固件腐蚀行为的影响.结果表明,在三种不同组合装配中,30CrMnSiA镀镉钝化螺栓与0Cr16Ni6钝化螺母之间电位差最大,电偶腐蚀电流密度最高,对应螺栓电偶腐蚀敏感性评级达到E级,电偶腐蚀作用促进了镀镉钝化螺栓基体表面点蚀的扩展,腐蚀进程被加速,加速系数AF达到3.4;30CrMnSiA镀镉钝化螺栓与30CrMnSiA镀锌钝化螺母之间电偶效应则较弱,且螺母为电偶腐蚀阳极,腐蚀进程被加速,加速系数AF为1.2,电偶腐蚀敏感性评级为D级;相比上述两种组合,30CrMnSiA镀镉钝化螺栓与30CrMnSiA镀镉钝化螺母之间电偶效应最不明显,对应电偶腐蚀敏感性评级为A级.     

化学-力学耦合作用下混凝土内钢筋蚀坑的演化及分布规律

基于概率与统计知识,对化学-力学耦合作用下钢筋蚀坑的演化及其分布进行研究.结果表明氯盐侵蚀下钢筋蚀坑的演化可分为3个阶段:微观非稳态点蚀形核、细观亚稳态蚀坑、宏观稳态蚀坑.单一氯盐腐蚀作用下形成的宏观稳态蚀坑深度相对较小,而拉应力的引入将加剧钢筋表面化学/物理性质的不均匀,从而导致宏观稳态蚀坑深度较大.在氯盐及其与拉应...     

阳极溶解型应力腐蚀点蚀演化的能量原理

作为一种不可逆的热力学过程,阳极溶解型应力腐蚀点蚀的演化受到表面能、体系应变能和电化学能的影响。基于能量学原理,对应力腐蚀点蚀演化过程中的能量问题进行研究,提出一种双变量半椭球模型描述点蚀的演化过程,推导点蚀形状参数在演化过程中的变化方程,并讨论远场应力等参数对点蚀形状参数以及体系能量变化的影响。结果表明:点蚀的形貌由初始的半球形状逐渐演化为半长椭球;点蚀的演化形貌为体系应变能与点蚀内表面的表面能共同竞争的结果,应变能加速点蚀形状参数的变化,而表面能则抵制点蚀的形状演化;远场应力对体系热力学势能的变化影响显著。     

通过微孔镀金改善晶体管外引线的耐蚀性

本文报导了用于耐蚀用途的微孔镀金的工艺。晶体管外引线的腐蚀断裂是长期未能解决的问题。通过在可伐引线上电镀暗镍——Ni-Al_2O_3复合镀层——酸性脉冲镀金,构成微孔金镀层体系,使腐蚀断裂倾向明显降低。     

水下结构物点蚀缺陷的识别与定量分析

运行多年的水下结构物会存在不同程度的点蚀缺陷,必须对其进行检测和安全评估。基于图像处理、模式识别以及计算机视觉技术提出了一种水下结构物点蚀缺陷识别与定量分析方法。用采集设备获得点蚀缺陷图像,对其进行特殊的图像处理后,提取其特征并进行识别,通过摄像机系统标定确定缺陷的真实尺寸。分析了水下结构物点蚀缺陷的特征提取和识别的理论依据。用二次标定法对摄像机进行了系统标定,并结合实例给出了标定当量及点蚀特征的实际值。点蚀缺陷识别和定量分析结果为水下结构物应力计算和安全可靠性评估提供了必要的基础数据。     

硫化矿物浮选体系中外控电位电极与矿物颗粒间的电偶腐蚀作用及其浮选

硫化矿物浮选电化学研究中,控制电位的方式有两种：氧化还原药剂调控和外加电场电位调控。在外控电位浮选体系中,由于外控电位电极与硫化矿物的腐蚀电位差异,电极与硫化矿物碰撞接触时形成电偶腐蚀。从腐蚀电化学理论出发,研究了电极与硫化矿物形成的电偶腐蚀对硫化矿物浮选过程的影响,指出所形成的电偶腐蚀对硫化矿物浮选过程的影响与电极极性、电极材料、矿物的浮选特征等有关。当浮选过程需要发生硫化矿物颗粒表面的氧化时,工作电极应为阳极,电极材料应有较高的腐蚀电位;当浮选过程需要发生硫化矿物颗粒表面的还原反应时,工作电极应为阴极,电极材料应有较矿物颗粒低的腐蚀电位;要消除电极与矿物颗粒之间的电偶腐蚀作用,外控电位电极材料的腐蚀电位与目的矿物颗粒的腐蚀电位应相等或相近。研究结果可为实现硫化矿物浮选过程中外控电位方式、电极材料和电极极性的选择提供依据。     

AISI316L奥氏体不锈钢在摸拟人体组织液中腐蚀疲劳裂纹萌生的初步研究

AISI316L奥氏体不锈钢是较常用的金属植入材料之一.但在临床应用中,由它制成的植入物特别是全髋关节,常因腐蚀疲劳破断而失效.本文对316L不锈钢在Hank’s溶液中的腐蚀疲劳裂纹萌生机理进行了初步研究.结果发现,在Hank’s溶液中,自然钝化的316L不锈钢在稳定钝化态下,裂纹的萌生是由交变应力引起的微观塑性变形和Hank’s溶液交互作用的结果;在有点蚀产生的非钝化态下,裂纹的萌生是点蚀和腐蚀疲劳相叠加的结果.316L不锈钢经离子氮化表面处理后,提高了在Hank’s溶液中的抗点蚀能力,但在外加腐蚀电位的苛刻条件下,困氮化层发生晶间腐蚀和脱落而加速了裂纹的萌生     

铸铝-碳钢电偶腐蚀及PBTCA的缓蚀研究

铸铝 -碳钢电偶腐蚀是工业水系统常见的腐蚀类型 .通过电偶腐蚀、腐蚀失重、扫描电镜 (SEM)、俄歇电子能谱 (AES)等表面分析技术 ,结合自腐蚀电位和极化曲线测量 ,研究铸铝 -碳钢电偶在水中的腐蚀及有机膦羧酸PBTCA对它们的缓蚀作用 .PBTCA对铸铝是一种阴极型缓蚀剂 ,能有效防止铸铝的点蚀 ,与硼酸盐结合使用能较好地抑制铸铝 -碳钢的电偶腐蚀 .     

晶粒细化对金属材料腐蚀行为的影响研究进展

Grain refinement can strengthen the mechanical properties of materials according to the classical Hall–Petch relationship but does not always result in better corrosion resistance. During the past few decades, various techniques have been dedicated to refining grain, along with relevant studies on corrosion behavior, including general corrosion, pitting corrosion, and stress corrosion cracking. However, the fundamental consensus on how grain size influences corrosion behavior has not been reached. This paper reviews existing literature on the beneficial and detrimental effects of grain refinement on corrosion behavior. Moreover, the effects of microstructural changes (i.e., grain boundary, dislocation, texture, residual stress, impurities, and second phase) resulting from grain refinement on corrosion behavior are discussed. The grain refinement not only has an impact on the corrosion performance, but also results in microstructural changes that have a non-negligible effect on corrosion behavior or even outweigh that of grain refinement. Grain size is not the only factor affecting the corrosion behavior of metallic materials; thus, the overall influence of microstructures on corrosion behavior should be understood.