典型氧化铁皮结构电化学腐蚀行为

利用电化学腐蚀实验系统研究4种典型氧化铁皮结构及基体钢在Cl-环境下的腐蚀行为,通过极化曲线和交流阻抗谱(EIS)对比分析不同氧化铁皮结构的低频容抗弧的半径和电化学阻抗(Ra+Rt),同时借助Tafel外推法拟合得出试样自腐蚀电位和自腐蚀电流变化规律。研究结果表明:不同结构氧化铁皮的耐蚀性从强到弱依次为Ⅳ型氧化铁皮,Ⅲ型氧化铁皮,Ⅱ型氧化铁皮,Ⅰ型氧化铁皮,钢板基体,这是由于Ⅳ型的氧化铁皮(外层为非常薄Fe2O3层,中间为Fe3O4层,靠近基体的为较厚Fe O层)表面的孔隙率最低为16.61%,并且Ⅳ型氧化铁皮中的共析组织最少,因此通过控制氧化铁皮结构可以达到提高热轧带钢的常温耐蚀性的目的。     

工业污染区输电铁塔构件的大气腐蚀与防护

文章针对工业污染区服役20 a的高压输电铁塔构件，开展大气腐蚀与防护状况研究，揭示腐蚀机理。结果表明，工业污染区输电铁塔构件的大气腐蚀是一个电化学腐蚀过程，即使在同一角钢构件上，也存在腐蚀程度不同的区域。严重腐蚀区域镀锌层完全消失，腐蚀层开裂、碎化，失去对钢基体的保护。在污垢层未清除干净的钢构件表面涂覆铝防腐层，形成结瘤区域，雨水携带大气中的粉尘进入铝防腐层与镀锌钢之间的间隙中，加剧镀锌层与钢基体的腐蚀。相比而言，表面平整区域的铝防腐层和镀锌层完好，钢基体无腐蚀。处于工业污染区的输电铁塔构件表面镀锌层的防护有限，在严格遵守科学的操作规范时，表面涂装是十分有效的补充防护措施。     

N80油管钢的CO_2高温高压腐蚀电化学行为与机理研究

在高温高压釜中模拟油气井腐蚀环境 ,采用电化学交流阻抗和动电位扫描极化曲线测试技术 ,研究了N80钢在温度为 10 0℃ ,CO2 分压为 1.18MPa条件下的腐蚀电化学行为和阳极与阴极反应机理 ,实时监测了腐蚀产物膜对腐蚀行为和腐蚀反应机理的影响 .研究结果表明 :N80钢的阳极反应过程服从Bockris机理 ;N80钢的阴极反应以H2 CO3的还原为主 ;反应中间产物吸附与腐蚀产物膜覆盖的竞争导致交流阻抗谱随腐蚀时间而变化 ,影响着钢的腐蚀行为 ,产物膜对钢基体具有一定的保护作用     

X80管线钢的高温氧化行为

利用热重法对X80管线钢高温氧化行为进行系统研究,分析不同温度下氧化增重和氧化铁皮形貌演变规律及合金元素在氧化层与钢基体界面处的分布规律.实验结果表明:700~1200℃范围内,X80钢氧化增重曲线呈现抛物线规律.此外,氧化铁皮厚度随温度升高而增加,特别是当温度高于800℃时,由于金属基体存在相变,氧化铁皮厚度急剧增加.高温条件下X80钢氧化铁皮为典型三层结构,外层为极薄的Fe₂O₃,中间层为Fe₃O₄,内层为粗大柱状晶FeO,并在靠近钢基体处形成一层晶粒细小的内氧化层,内氧化层阻碍了铁氧离子的相互扩散,提高了X80管线钢的高温耐蚀性.     

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.     

碳钢CO2腐蚀产物膜生长行为研究

利用高温高压CO2腐蚀模拟试验、微观形貌观察和电化学测试研究了16Mn钢腐蚀行为随时间的变化,探讨腐蚀产物膜形成过程。随腐蚀时间延长,16Mn钢均匀腐蚀速率减小,腐蚀产物晶粒逐渐长大并堆垛紧密,逐渐成膜覆盖于金属表面,膜厚先增加后逐渐趋于稳定,对基体保护能力增强。随腐蚀时间延长,有膜覆盖的16Mn腐蚀电流密度减小,极化电阻增加。腐蚀初期的电化学阻抗谱呈现3个时间常数,随时间延长,中低频区感抗弧逐渐消失,完整的腐蚀产物膜覆盖金属表面而对电化学反应过程产生影响。     

低碳贝氏体钢在薄液膜下的初期腐蚀

用质量分数3.5%的NaCl溶液作为腐蚀液,滴于低碳铁素体钢、09CuPCrNi钢和低碳贝氏体钢的表面并形成薄液膜,用金相显微镜观测薄液膜下三种钢的初期腐蚀.低碳铁素体钢和09CuPCrNi钢均出现了明显的晶界择优腐蚀,而低碳贝氏体钢没有出现明显的晶界择优腐蚀.钢基体的电化学阻抗谱和极化曲线测量结果显示低碳贝氏体钢具有最高极化电阻和最小腐蚀电流,表明细晶组织的低碳贝氏体钢的初期腐蚀速率低于其他两种钢.     

钙离子的浓度对X80钢腐蚀行为的影响

采用失重法、电化学测试、扫描电镜、X射线衍射等方法研究了钙离子浓度对X80钢在哈密土壤模拟溶液中的腐蚀行为影响.在60 d浸泡期内,X80钢在不同钙离子浓度模拟溶液中的腐蚀形态均为全面腐蚀,腐蚀产物都为β-FeOOH;X80钢在模拟溶液中的腐蚀速率随钙离子浓度的降低而呈逐渐增大的趋势.在180 d浸泡期内,在钙离子浓度为63.5 mmol·L-1的模拟溶液中,钙盐随时间的增加在X80钢基体表面不断结晶析出;钙盐层有效阻碍了溶解氧的迁移,并促进其覆盖区域下形成氧浓差电池,最终导致基体表面点蚀的萌生.同时,在内层腐蚀产物表面连续析出的钙盐层的致密性也随时间不断得到改善,在一定程度上起到了抑制氯离子和溶解氧对基体的侵蚀作用,X80钢的全面腐蚀逐渐减缓.     

Q235钢在青霉菌作用下的腐蚀行为和电化学特性

采用表面分析技术、失重法及电化学测试方法研究了Q235钢在青霉菌(Penicillium)作用下的腐蚀行为和电化学特性.青霉菌在Q235钢表面形成致密的生物膜和腐蚀产物沉积膜层.青霉菌促进Q235钢的腐蚀,腐蚀类型为点蚀坑.青霉菌体系中试样表面膜经历由游离态变为固着态,由单层逐渐变为多层的过程;生物膜作用与细菌活性有关,当活性降低时微生物腐蚀促进作用也大幅降低.     

AZ31镁合金在NaCl溶液中的电化学腐蚀行为研究

采用动电位极化曲线、电化学阻抗谱等方法研究了AZ31镁合金在3 5%NaCl溶液中的电化学腐蚀行为.结果表明,挤压加工成形的AZ31镁合金,由于合金内部组织沿水平方向发生了一定的层移,位错和缺陷增多,致使侧面和截面的耐腐蚀性能比表面稍差.阻抗测试结果显示,随着浸泡时间的延长,腐蚀产物在合金表面沉积,对基体金属具有一定的保护作用.     

碳钢高温高压CO2腐蚀产物膜的形成机制

利用高温高压反应釜模拟了N80钢在CO2分压1MPa、温度90℃、流速1ms-1条件下地层水中不同时间的腐蚀行为,并应用SEM、EDS和XRD等微观分析手段研究了腐蚀产物膜的微观形貌、成分和结构特征,探讨了腐蚀产物膜的形成机制. 结果表明:在腐蚀开始阶段(8h),腐蚀产物主要为Fe3C,并有少量的FeCO3形成. 随着腐蚀的进行(72h后),腐蚀产物膜基本上为FeCO3. 腐蚀产物膜由内外两层构成:内层膜是溶液中HCO-3不断透过膜进入膜/基界面与基体反应形成,并使膜/基界面不断向内推进;外层膜是由于溶液中Fe2 和CO2-3的浓度超过FeCO3的容度积,FeCO3晶体在内层膜表面形核并长大而形成. 外层膜的晶粒比较细小、致密. 内层膜与外层膜的界面结合比较弱,而内层膜与基体的结合比较强.     

CuPCr钢显微组织对全浸海水腐蚀行为的影响

为考察CuPCr型耐海水腐蚀钢不同显微组织的腐蚀行为,采用热轧后不同冷却方式分别获得贝氏体和铁素体+珠光体组织,进行模拟海水腐蚀的全浸加速腐蚀实验,并利用失重法测量腐蚀速率,采用SEM,XRD和电化学方法评价钢的腐蚀行为.结果表明:贝氏体组织能够在更短时间内形成比较致密的锈层,其耐蚀性能明显优于铁素体和珠光体组织.碳元素在贝氏体中的均匀分布减少了微电池数量,因而能够降低钢的腐蚀电流密度.     

新型2Cr1Mo2Ni钢在含二氧化碳油田采出液中的腐蚀行为

为弄清Mo和Ni元素在低Cr钢耐蚀方面所起的作用,炼制了新型2Cr1Mo2Ni钢,研究其在模拟油田采出液中的腐蚀行为,实验条件为80℃,0.8MPa CO2分压.利用扫描电镜和能谱分析研究了2Cr1Mo2Ni钢和3Cr钢的腐蚀产物膜微观形貌和成分,测试了高温高压极化曲线和电化学阻抗谱,分析了腐蚀产物膜的生长过程.实验结果表明,Mo和Ni元素在提高抗CO2腐蚀性能方面的作用不及Cr元素.2Cr1Mo2Ni钢腐蚀164h后,中低频感抗弧消失,腐蚀产物膜开始完全覆盖基体表面;腐蚀240h后,生成的腐蚀产物膜具有较好的保护性.     

Influence of oxide scales on the corrosion behaviors of B510L hot-rolled steel strips

The influence of oxide scales on the corrosion behaviors of B510L hot-rolled steel strips was investigated in this study. Focused ion beams and scanning electron microscopy were used to observe the morphologies of oxide scales on the surface and cross sections of the hot-rolled steel. Raman spectroscopy and X-ray diffraction were used for the phase analysis of the oxide scales and corrosion products. The corrosion potential and impedance were measured by anodic polarization and electrochemical impedance spectroscopy. According to the results, oxide scales on the hot-rolled strips mainly comprise iron and iron oxides. The correlation between mass gain and test time follows a power exponential rule in the damp-heat test. The corrosion products are found to be mainly composed of γ-FeOOH, Fe₃O₄, α-FeOOH, and γ-Fe₂O₃. The contents of the corrosion products are different on the surfaces of the steels with and without oxide scales. The steel with oxide scales is found to show a higher corrosion resistance and lower corrosion rate.     

单道次热轧对Fe-15Si硅钢氧化层形貌的影响

将Fe-15Si硅钢试样分别在1000~1200℃空气条件下氧化30min，观察发现在1000℃和1100℃时，氧化层与基体界面处存在硅酸亚铁，而当温度为1200℃时，硅酸亚铁不但存在于界面处，同时也存在于氧化层中.将各温度下得到的带有氧化层的试样进行单道次热轧试验，压下率分别为10%和30%，发现1000℃和1100℃时，较高的压下率使氧化层破碎更加严重，但是单道次热轧未能改变氧化层的结构；当温度为1200℃时，由于液态的硅酸亚铁的出现，单道次热轧能够将界面处的液化的硅酸亚铁层挤压到氧化层中，消除了硅酸亚铁层的钉扎基体的效应，改善了氧化层与基体界面的平直度.     

电弧喷涂铝及铝-锌涂层在动态腐蚀介质中的耐蚀性研究

对钢铁基体表面电弧喷涂铝及铝锌涂层进行了动态腐蚀实验 ,以失质量法计算了腐蚀速度 ,并探讨了腐蚀机理。采用SEM对铝及铝锌涂层腐蚀前后的外表形貌进行了观察 ,并对铝及铝锌涂层表面进行了能谱分析 ,采用电化学系统测试了涂层的自腐蚀电位。实验结果表明 ,在 3 %NaCl水溶液中铝涂层的耐蚀性优于铝锌涂层 ;其原因是铝涂层表面上氧化膜的自愈能力及自腐蚀电位高于铝锌涂层。研究还表明 ,铝及铝锌这些阳极涂层不仅能有效地保护它所覆盖的钢铁表面 ,还能保护暴露于腐蚀介质中的钢铁基体表面。在铝、铝锌涂层上刷涂有机涂料 ,有机涂料能渗透到金属涂层的孔隙中 ,将孔隙封闭。同时 ,有机涂层和金属涂层能构成复合涂层 ,其防腐效果更佳     

奥氏体不锈钢的氮、铬离子淹没离子轰击处理

将铬离子源引入常规离子氮化炉,在铬、氮离子淹没条件下轰击不锈钢,采用金相显微镜、磨损试验机和电化学工作站等分析了不同工艺条件下渗层的显微组织、耐磨性和耐蚀性.结果表明:与未经处理的不锈钢相比,经氮、铬离子淹没离子轰击处理的不锈钢的耐磨性提高2-5倍;处理后不锈钢的耐蚀性虽有所下降,但与常规的离子氮化试样相比仍明显改善.     

耐大气腐蚀钢的氧化皮结构分析

本文探讨了耐蚀钢的氧化皮物相组成、显微结构与钢耐蚀性的关系。冷轧板氧化皮的物相组成为纤铁矿、非晶质氢氧化铁以及金属铁颗粒。耐蚀性好的钢,纤铁矿发育,“港湾状”锈蚀现象少;反之则以非晶质氢氧化铁为主,氧化皮中金属颗粒也较多。热轧板除上述物相外,主要为磁铁矿与赤铁矿。各物相有分带现象。磁铁矿带发育、氧化皮与金属呈锯齿状镶嵌者耐蚀性好。 加有稀土元素的热轧板,稀土元素能净化钢质、球化夹杂物,也能抑制氧化皮中磁铁矿等在水、气下的分解作用,有利于提高钢的耐大气腐蚀。     

Studies on thermally grown oxide as an interface between plasma-sprayed coatings and a nickel-based superalloy substrate

A thermally grown oxide layer formed by hot corrosion was investigated as an interface between plasma-sprayed coatings and a nickel-based superalloy substrate. The hot corrosion mechanism of NiCr-Cr₂O₃ and Al₂O₃-40wt% TiO₂ (A40T) plasma coated Inconel 617 was evaluated. The experiments were carried out at 1000℃ using a combination of Na₂SO₄, NaCl, and ₂O₅ salts to simulate the conditions of a gas turbine in a marine environment. The hot corrosion results revealed the spallation and dissolution of oxides upon prolonged exposure. Optical images and scanning electron micrographs of the exposed samples revealed the formation of oxide scale and provided details of its morphology in NiCr-Cr₂O₃ coated samples. Microstructure characterization of A40T coatings demonstrated a thermally grown oxide (TGO) layer at 1000℃. Increasing the thickness of the TGO layer decreased the corrosion resistance. The elemental analysis and image mapping revealed the migration of active elements from the substrate and coatings toward the corrosive environment.