pH值对Q235钢在模拟酸性土壤中腐蚀行为的影响

通过腐蚀失重计算、扫描电镜、X射线衍射方法、极化曲线分析等手段,研究了pH值对Q235钢在模拟酸性土壤中腐蚀行为的影响.在模拟酸性土壤环境中,Q235钢的腐蚀速率随土壤pH值升高而降低,经360 h腐蚀后,在pH值为4.0、4.5和5.1的土壤中试样的腐蚀速率分别为0.68、0.48和0.42 mm·a-1.随土壤pH值升高,Q235钢锈层更为致密,其表面蚀坑由窄深型发展变为宽浅型发展.腐蚀产物均为SiO2、α-FeOOH、γ-FeOOH、Fe2 O3及 Fe3 O4,随土壤 pH值升高,腐蚀产物中α-FeOOH/γ-FeOOH质量比升高.极化曲线分析表明,随土壤pH值升高,Q235钢腐蚀电位升高,自腐蚀电流密度降低,试样腐蚀速率减小.     

模拟海洋大气下碳钢及镀锌钢的腐蚀产物演变

对Q235、Q345及镀锌钢在中性盐雾箱中连续喷雾2、6、24、48、72、144、240、360 h,研究了在模拟海洋大气下3种材料的腐蚀产物组成和形态随时间的演变规律.通过失重法计算腐蚀速率,并用XRD和SEM对腐蚀产物进行表征.结果表明:3种钢材的腐蚀动力学曲线遵循指数函数规律;其中镀锌钢的腐蚀速率远远低于碳钢,而两种碳钢的腐蚀速率很接近;Q235和Q345钢的腐蚀产物主要有α-FeOOH、β-FeOOH、γ-FeOOH和Fe_3O_4,其随着喷雾时间的延长呈现不同的变化规律;不同腐蚀产物呈现不同的形貌特征,γ-FeOOH为花片状,β-FeOOH为棉花状,报道较少的Fe_3O_4为尖晶石状;相比于两种碳钢,镀锌钢的锈层则更加密实.     

10CrMoAl钢热轧薄板的周浸实验对比分析

为了系统地研究10CrMoAl钢的耐腐蚀性能,对其周浸试验各周期试样进行了腐蚀速率分析、SEM分析、XRD分析及电化学分析.结果表明:腐蚀速率最快的阶段是72～168 h腐蚀阶段,其次是0～72 h腐蚀阶段,最慢的是168～240 h腐蚀阶段.经过168 h腐蚀后,锈层厚度平均为80 μm,是经过72 h腐蚀后的试样锈层厚度的近2倍.经过240 h的腐蚀后,锈层仍然维持在80 μm左右,却出现了50 μm的过渡层.经过168 h和240 h腐蚀所形成的锈层几乎完全阻止了γ-FeOOH和α-FeOOH等稳定产物的形成,从而有效地阻碍了基体的继续腐蚀.此外,锈层中Cr、Mo和Al的富集,也对阻碍腐蚀的进行起到一定的作用.     

三种桥梁耐候钢在模拟海洋大气环境中的耐蚀性能比较

通过室内周期浸润加速腐蚀实验,结合腐蚀形貌观察、物相分析及电化学测试,对三种耐候桥梁钢Q355NHD、Q450NQR1、Q460q在模拟海洋大气环境(3.5%NaCl溶液)下的腐蚀行为进行对比研究。结果表明,三种耐候钢在实验周期内,腐蚀速率均呈先增大后减小的趋势。腐蚀前期,耐蚀性差异主要是由显微组织决定的,以铁素体和珠光体复相组织为主的Q355NHD、Q450NQR1钢腐蚀速率高于以粒状贝氏体为主的Q460q钢。腐蚀后期,微量合金元素在锈层中富集使其致密化,显著提高了三种钢的耐蚀性能。其中Q460q钢锈层最为致密,锈层保护因子α/γ*和电化学阻抗值|Z|最大,在该环境下表现出了最佳的耐蚀性能。     

WHT1300HF高强钢在中性盐雾中的腐蚀行为

采用失重法研究WHT1300HF高强钢在中性盐雾环境下的耐蚀性,并结合XRD和SEM分析其腐蚀产物和腐蚀层形貌特征.结果表明:随着腐蚀时间的增加,腐蚀速率先增大后减小,在48h时达到了最大腐蚀速率,其中,铁素体和珠光体组织试样的腐蚀速率为4.016 5g/(m~2·h),马氏体组织试样的为3.436 9g/(m~2·h).WHT1300HF高强钢的腐蚀层形貌中出现了大量的棉球状颗粒和少量的板状颗粒以及裂纹等;腐蚀时间达到96h时,试样表面发生了严重的全面腐蚀,最终腐蚀产物主要由α-FeOOH、γ-FeOOH和Fe_3O_4组成,通过失重曲线和腐蚀速率曲线可以得出,铁素体和珠光体组织试样的失重量和腐蚀速率都比马氏体组织的略高.     

光照对Q450NQR1耐候钢在干湿交替下腐蚀行为的影响

采用腐蚀质量损失、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、线性极化等测试手段,研究无光照、半光照及全光照三种实验条件对Q450NQR1耐候钢在干湿交替条件下腐蚀行为的影响规律.结果表明:光照对实验钢干湿交替腐蚀过程影响显著.实验钢在腐蚀前期(48h)腐蚀速率大小依次为半光照、无光照和全光照,腐蚀中后期(72 ～96h)腐蚀速率由大到小依次为半光照、全光照和无光照.腐蚀宏观形貌有明显差别,无光照时试样腐蚀产物呈淤泥状分布整个表面,有光照条件时腐蚀产物则呈颗粒状分布,但全光照条件时腐蚀产物颗粒更细且孔隙更小.另外,三种条件下腐蚀产物物相组成一致,但含量有所不同.线性极化测试得出96h极化电阻由大到小依次为无光照、全光照和半光照,这一结果与通过腐蚀失重得出的腐蚀速率结果一致.     

含钼耐候钢的腐蚀性能

通过显微组织观察、周浸加速腐蚀实验、锈层微观分析、锈层交流阻抗特征分析等方法,研究了合金元素钼含量对耐候钢腐蚀性能的影响.合金元素钼可以促进钢中贝氏体组织的形成,促使锈层更加致密,对钢基体具有更好的保护性,有利于提高钢的耐腐蚀性能.随着钢中钼含量的增加,实验钢锈层的腐蚀电位正移,自腐蚀电流密度减小,锈层的阳极溶解反应受到明显阻碍,锈层具有更好的保护性.     

Mn-Cu耐候钢在模拟工业大气环境下的腐蚀行为

利用干湿交替加速腐蚀实验和电化学实验研究了实验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循环周期的增加而增大,在后期随循环周期的增加而降低,耐候钢的腐蚀速度与SPA-H钢相当但低于16Mn钢.在腐蚀初期,细晶粒耐候钢比粗晶粒腐蚀速度快,在后期腐蚀速度基本一致.耐候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,晶粒尺寸对腐蚀产物的组成影响不大.16Mn钢锈层主要由α-FeOOH,γ-Fe2O3和Fe3O4组成.在腐蚀后期,Cu的作用使耐候钢的耐腐蚀性能优于16Mn钢.电化学实验表明,腐蚀产物促进阴极过程,抑制阳极过程.细晶粒有利于保护性内锈...     

海洋软管铠装层用钢的海水腐蚀行为

通过浸泡实验研究了铠装层用钢在模拟海水环境下的腐蚀行为.实验结果表明,实验钢的微观组织由回火马氏体组成,同时在基体中观察到含铬的析出粒子;腐蚀速率随着腐蚀时间延长逐渐降低,最终实验腐蚀速率为0.068 9 mm·a~(-1).腐蚀行为分为三个阶段:快速下降阶段、平稳过渡阶段和缓慢下降阶段,试样表面的腐蚀产物主要为α-FeOOH,γ-FeOOH,Fe_3O_4,Fe_2O_3;随着腐蚀时间的增加,腐蚀产物结构更加密实且厚度更大,铬元素倾向于在腐蚀产物中聚集.     

低碳钢在湿热工业海洋大气中的腐蚀特征

以0.1 mol·L-1 NaCl+0.01 mol·L-1 NaHSO3溶液为腐蚀介质,采用干/湿周浸加速腐蚀实验、腐蚀失重、X射线衍射、扫描电镜和能谱分析等方法,研究了湿热工业海洋大气中低碳钢的腐蚀行为.结果表明:实验钢的腐蚀过程均遵循幂函数d=Atn分布规律,钢种不同,常系数A、n的值不同;腐蚀产物主要由非晶物质和少量Fe3 O4、α-FeOOH、β-FeOOH、γ-FeOOH晶体组成.所得锈层可分为主体锈层和界面疏松带两部分,由内至外锈层中Fe、O含量梯度变化很小.Cl-、SO2与水分的长期协同作用会导致内锈层结构变差,而添加稳定性或耐蚀性较高的元素可以改善锈层质量,进而增强钢材的耐腐蚀性能.     

Short-term exposure of low-alloyed steels in Qinghai Salt Lake atmosphere

The rusts formed on carbon steel and weathering steel exposed in Qinghai Salt Lake atmosphere for 6 months were characterized by X-ray diffraction （XRD）, infrared transmission spectroscopy （iRS）, scanning electron microscopy （SEM）, electron probe micro analyzer （EPMA） and electrochemical po- larization techniques. The two kinds of steels showed the similar corrosion rate, corrosion product composition and electrochemical polarization behavior. Their rusts were mainly composed of β-FeOOH, Fe8（O,OH）16Cl1.3 and a little γ-FeOOH. Cl^- played an important role during the corrosion process of low-alloyed steels. The alloyed elements Cr, Ni and Cu in weathering steel were detected in the rusts; however, they showed no remarkable protective ability.     

Cu-P-RE耐候钢的耐蚀性能

通过干湿周浸加速腐蚀实验研究了不同稀土含量的耐候钢和对比普碳钢的腐蚀行为及其耐蚀性能.采用失重法测得了各试样的腐蚀率;结果发现,稀土耐候钢的腐蚀率远远低于普碳钢的,不同稀土含量的耐候钢的耐腐蚀性不尽相同.采用电化学交流阻抗技术对带锈钢样的表面锈层结构及电化学反应过程进行了研究,提出在本实验条件下钢电化学腐蚀的等效电路模型,计算出锈层电阻、极化阻抗等表征锈层性能的电化学元件参数值.稀土耐候钢锈层中存在半无限扩散和有限厚度扩散两种过程,有限厚度扩散极化阻抗反映了耐候钢内锈层的保护性能.     

铁基金属玻璃涂层在无铅钎料中的耐腐蚀性及机理

选用Fe基非晶合金粉末(含有Cr、Mo、Ni、P、B、Si),采用等离子喷涂方法在Q235基体上制备了金属玻璃涂层.在自行设计的腐蚀实验装置中将Q235钢、1Cr18Ni9Ti不锈钢和覆有Fe基金属玻璃涂层的Q235钢浸入450,℃的高温液态无铅钎料Sn-3.5,Ag-0.5,Cu中进行腐蚀,利用扫描电子显微镜微观分析了腐蚀后的微观形貌及腐蚀产物.研究结果表明:相同实验条件下,Q235钢和1Cr18Ni9Ti不锈钢表面均腐蚀严重,断面微观组织分为钎料层、腐蚀层和基体层.其中Q235钢的腐蚀剧烈,腐蚀层成分为FeSn2;1Cr18Ni9Ti不锈钢腐蚀较严重,腐蚀层成分为(Fe,Cr)Sn2.Q235基体表面的Fe基金属玻璃涂层腐蚀前后断面微观形貌变化不大,没有出现明显的腐蚀分层,表现出了非常好的耐高温无铅钎料腐蚀的能力.     

Corrosion behavior of low alloy steels in a wet–dry acid humid environment

The corrosion behavior of corrosion resistant steel (CRS) in a simulated wet–dry acid humid environment was investigated and compared with carbon steel (CS) using corrosion loss, polarization curves, X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), electron probe micro-analysis (EPMA), N₂ adsorption, and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The results show that the corrosion kinetics of both steels were closely related to the composition and compactness of the rust, and the electrochemical properties of rusted steel. Small amounts of Cu, Cr, and Ni in CRS increased the amount of amorphous phases and decreased the content of γ-FeOOH in the rust, resulting in higher compactness and electrochemical stability of the CRS rust. The elements Cu, Cr, and Ni were uniformly distributed in the CRS rust and formed CuFeO₂, Cu₂O, CrOOH, NiFe₂O₄, and Ni₂O₃, which enhanced the corrosion resistance of CRS in the wet–dry acid humid environment.     

3Cr低合金管线钢及焊接接头的CO_2腐蚀行为

采用高温、高压反应釜和电化学技术对3Cr低合金管线钢及焊接接头的CO2腐蚀行为进行研究.结果表明,3Cr低合金管线钢在高温、高压CO2腐蚀环境中表面生成致密的富Cr腐蚀产物膜,这是其抗CO2腐蚀性能优于X65钢的主要原因.3Cr低合金管线钢焊接接头中母材、热影响区和焊缝的腐蚀产物膜特征相似,结构致密,均存在Cr元素的富集.与X65钢相比,3Cr低合金管线钢的自腐蚀电位较正,自腐蚀电流密度较低.在CO2腐蚀介质中,3Cr低合金管线钢焊接接头的母材区域作为阳极首先发生腐蚀,焊缝和热影响区作为阴极受到保护.     

耐候钢Q450NQR1深熔GMAW电弧行为

分别采用深熔GMAW和脉冲MAG对耐候钢Q450NQR1进行了焊接试验,焊接过程中采集电流、电压及其对应的电弧图像,观察和分析了电弧形态和焊缝成型,同时基于图像处理考察了深熔GMAW焊接电流和焊接速度对电弧行为、焊缝成型的影响.结果表明:相比脉冲MAG,深熔GMAW电弧能量更集中,热源位置下降,焊缝熔深增加,且焊缝几何对称性较好;随着深熔GMAW焊接电流的增加和焊接速度的降低,电弧面积减小,边缘周长变短,质心位置下降,焊缝熔透深度增加;焊接电流315 A、焊接速度650 mm/min时焊接电弧最为稳定,焊缝成型质量也最好.采用优化的焊接工艺完成了12 mm厚Q450NQR1钢板材的单面焊双面成型,焊缝成型较好,接头各区域无软化和脆化现象.     

Corrosion behavior and corrosion products of a low-alloy weathering steel in Qingdao and Wanning

A newly developed low-alloy weathering steel has been exposed in two coastal sites (Qingdao in the north, Wanning in the south) in China for one year. The samples in Wanning corroded far more seriously than those in Qingdao. The rust layer formed on the steel was analyzed by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), N₂ adsorption approach, polarization curves, and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The rust formed in Qingdao contains more X-ray amorphous compounds and is more compact than that formed in Wanning. Cr and Cu are enriched in the rust layer near the steel matrix, and the phenomenon is more obvious in Qingdao than in Wanning. The rust layer formed in Qingdao suppresses the anodic and cathodic reaction more remarkably than that formed in Wanning does. The rust layer formed in Qingdao possesses a higher ability to block the permeation of chloride ions than that formed in Wanning does.     

京广线高铁电气柜Q345碳钢涂层体系环境谱寿命预测

 对京广线高速铁路电气柜Q345碳钢涂层体系服役环境进行加速腐蚀和老化试验，研究了涂层体系加速腐蚀试验过程中的失效行为。参照相关国家标准对完整涂层的基本性能进行测试，利用电化学交流阻抗测试和膜下腐蚀分析方法对涂层破损进行研究，采用电子显微镜结合能谱仪对Q345碳钢基材腐蚀形貌和成分分析发现，5个试验周期内，完整涂层的附着力、光泽度、硬度等基本性能指标均没有明显变化，表明涂层对基体的保护性能非常好，而Q345碳钢在相同环境下的腐蚀速率非常快，且锈层对基体的保护作用很弱；划叉试样在试验过程中膜下腐蚀扩展面积和涂层翘起高度有明显增加，且均在第四周期开始。因此京广线高铁电气柜在服役期限内涂层对 Q345碳钢的保护是必要且关键的，而当涂层发生破损时，必须及时对其进行修复处理，避免破坏的面积和深度进一步增大。     

A comparative study on corrosion kinetic parameter estimation methods for the early stage corrosion of Q345B steel in 3.5wt% NaCl solution

Corrosion kinetic parameters play an important role in researchers' ability to understand and predict corrosion behavior. The corrosion kinetic parameters of structural steel Q345B specimens immersed in 3.5wt% NaCl solution for 1-2 h were determined using linear polarization resistance (LPR), Tafel-curve multiparameter fitting, electrochemical impedance spectroscopy (EIS), and electrochemical frequency modulation (EFM) methods. The advantages and disadvantages of each method were investigated and discussed through comparative investigation. Meanwhile, the average corrosion rate was examined using traditional coupon tests. The results showed that the corrosion current density values estimated by EFM at a base frequency of 0.001 Hz and those obtained by Tafel-curve four-parameter fitting (TC4) are similar and consistent with the results of coupon tests. Because of their slight perturbation of the corrosion system, EIS and EFM/TC4 in collaborative application are the recommended techniques for determining the kinetics and the corresponding parameters for the homogeneous corrosion of the naked metal. In our study of the electrochemical kinetics, we obtained much more abundant and accurate electrochemical kinetic parameters through the combined use of different electrochemical methods.