X65MS钢在饱和H2S/CO2环境下的腐蚀产物研究

利用高温高压反应釜模拟酸性油气输送环境,研究X65MS管线钢在饱和H₂S/CO₂环境下的腐蚀行为.采用加速腐蚀实验法评测不同浸泡周期下的平均腐蚀速率.借助X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和电子探针(EPMA)等测试技术,分析了不同实验周期下氧化产物膜层的物相组成、表面形貌和截面形貌.结果表明,根据平均腐蚀速率随时间变化曲线的走势与氧化膜层的结构特征,腐蚀过程分为三个阶段.腐蚀过程以H₂S腐蚀为主,氧化产物主要为硫铁化合物(Fe_○xS_○y).随着浸泡时间的增加,铁元素比例减小,富S相比例增大,腐蚀产物膜层厚度增加,结构由疏松逐渐变为均匀、致密,腐蚀产物顺序为马基诺矿(Mackinawite)→过渡相陨硫铁(Troilite)→磁黄铁矿(Pyrrhotite),稳定的磁黄铁矿对X65MS管线钢基体的耐蚀性起到保护作用.     

E690海洋平台用钢力学性能和海洋大气腐蚀行为

以传统的E36海洋平台钢为对比钢,研究三种E690海洋平台钢的组织和力学性能,以及模拟海洋大气环境下的腐蚀行为.通过失重法测得实验钢在不同腐蚀时间下的腐蚀速率,利用扫描电镜和X射线衍射仪观察并测定了锈层的形貌特征和相组成,采用电子背散射衍射技术对实验钢的晶界类型进行分析.结果表明:以贝氏体组织为特征的E690海洋平台钢具有优异的力学性能,-40℃的冲击值超过了200J;晶界类型主要为3°～15°的亚晶界和大于50°的大角度晶界;E690海洋平台钢周浸16 d后的锈层致密且腐蚀速率已趋于稳定,最低腐蚀速率为0.84 mm.a-1,远低于组织为铁素体+珠光体钢的1.4 mm.a-1,实验钢的锈层主要由Fe3O4、α-FeOOH、β-FeOOH及γ-FeOOH四种晶态相和非晶无定形物组成.通过分析得出,热处理工艺和组织构成对材料的初期腐蚀行为有重要影响,而化学成分和锈层自身的致密性对材料后期腐蚀行为起决定作用.     

Cl-作用下碳钢和耐候钢大气初期腐蚀的Kelvin探针研究

利用扫描Kelvin探针(SKP)技术,结合腐蚀产物的形貌分析和物相分析,研究了Q235碳钢和Q450耐候钢在盐雾腐蚀实验早期阶段的腐蚀行为和电位分布.结果表明,Cl-对碳钢有强烈的侵蚀作用,在盐雾腐蚀过程的初期,金属表面出现明显的阴极区和阳极区,表面电位随时间逐步正移,呈现局部腐蚀的特征,且由于合金元素的作用,Q450耐候钢腐蚀较为均匀,SKP测试的表面电位高于Q235碳钢,形成的锈层较为致密,耐大气腐蚀性能优于Q235碳钢.     

镍—铬合金与O2—SO2—SO3反应机理

本文研究了Ni16Cr,Ni16Cr3AI、Ni16Cr3Ti及Ni16Cr2Nb等合金在700℃,常压下于O_2-10％(SO_2+SO_3)环境条件下硫化-氧化行为.通过X-射线衍射及扫描电镜技术对腐蚀产物组成及形貌进行了观察。在含有SO_3的情况下,Nil6Cr合金腐蚀速度较快,加入2％的Nb,对其抗腐蚀性能无太大影响,加入3％的Al或Ti时的腐蚀速度明显下降。主要腐蚀产物以初始合金表面为界分为内、外两层。外层是NiO和Ni_3S_2的混合物,内层包括所有合金元素的氧化物和硫化物。整个反应中包含Ni由合金基体向腐蚀产物的外层扩散,以及硫和氧在相反方向上的迁移。腐蚀产物层中传质分析表明,氧化物-硫化物混合产物层的组织形态,对控制整个传质过程起着主要作用。     

低碳贝氏体钢在三种典型环境中的腐蚀行为和腐蚀产物

通过干湿循环加速腐蚀实验并结合X射线衍射、扫描电镜、能谱分析和N2吸附等方法,研究了低碳贝氏体钢在用相应溶液模拟的三种大气环境(海洋、工业和海洋工业大气)中加速腐蚀行为和腐蚀产物特征.实验结果表明,低碳贝氏体钢在三种环境中的腐蚀速率均低于商业化耐候钢09CuPCrNi.低碳贝氏体钢在上述三种环境中的腐蚀速率也有较大差别,其在含有复合腐蚀因子(Cl-和SO32-)的环境中腐蚀最为严重,而在只含腐蚀因子SO32-的环境中腐蚀程度最轻.在不同环境中形成的腐蚀产物相组成差别很小,但锈层致密程度相差较大,并且锈层越致密,对应的钢腐蚀速率越低.在三种环境中的腐蚀对钢的拉伸力学性能的影响较小,说明没有产生严重的局部腐蚀.     

碳钢和低合金钢大气腐蚀锈层的红外光谱研究

运用红外光谱分析方法,对青岛、成都两地的大气腐蚀锈层样品进行了比较测试,得出了锈层的主要组成物相及各物相的相对含量随腐蚀环境、时间的变化情况     

Q235碳钢在西沙大气暴晒的锈层特征

在西沙群岛高温、高湿的海洋大气环境下对Q235碳钢进行了3个月的暴晒实验,利用电子探针、激光拉曼等观察分析了暴晒后样品的锈层特征. 结果表明:Q235碳钢暴晒1个月后迅速形成较厚的锈层,锈层疏松多孔,多裂纹;当暴晒3个月时,锈层却明显减薄. Q235碳钢在西沙暴晒1个月后形成的外层腐蚀产物主要是γ-FeOOH、β-FeOOH、α-FeOOH及少量Fe3O4等,而锈层内部主要为Fe3O4、γ-Fe2O3等铁的氧化物. 暴晒3个月后,疏松锈层的内部电解液蒸发加剧,内层还原后的锈层重新被氧化,生成较多的FeOOH,同时部分γ-FeOOH转化成为α-FeOOH. Q235碳钢在西沙大气环境下的暴晒过程(也就是锈层的氧化还原反应的交替过程)中,钢基体不断地被腐蚀.     

D32海洋平台用钢在浪溅区腐蚀行为

通过极化实验和阻抗实验研究了D32海洋平台用钢在浪溅区的腐蚀规律,并利用扫描电镜和能量色散谱仪分析了各钢样的腐蚀产物. 结果表明,腐蚀产物的形貌成分和覆盖度的不同导致了模拟全浸区腐蚀速率稍大于钢样在海水中的腐蚀速率,模拟浪溅区腐蚀速率远大于模拟全浸区钢样腐蚀速率. 钢样在青岛海水、埕岛海水的全浸区和浪溅区的Nyquist图中出现的韦伯阻抗是由于表面形成的锈层及钙镁层所致.     

X70钢在新疆库尔勒土中的早期腐蚀行为

模拟新疆库尔勒土的现场条件,通过室内模拟腐蚀试验和微观分析,对X70钢在该土壤中的早期腐蚀行为进行了研究.结果表明:X70钢在新疆库尔勒土中早期腐蚀为典型的溃疡状局部腐蚀,发展速度很快.早期腐蚀以腐蚀孔和腐蚀斑两种形态开始,随后向横向和纵向扩展,横向扩展速率相对较快.含水量对早期腐蚀状态和发展速率有明显影响.腐蚀区域绝大部分被腐蚀产物覆盖,产物层疏松、多孔.产物成分以Fe的氧化物为主,同时含有Fe的氯化物.     

耐海水腐蚀用铁素体基低碳高钛钢的研究

新开发了两种不同钛含量耐海水腐蚀钢.采用控制轧制及控制冷却工艺获得单相铁素体组织，随后进行了模拟海水周期浸润腐蚀实验得到试验钢腐蚀速率.通过SEM， XRD和电子探针(EPMA)方法研究了两种钢的腐蚀形貌、腐蚀产物组成及断面腐蚀产物中元素分布.结果表明，新开发的两种耐海水腐蚀性用钢在模拟海水腐蚀加速腐蚀后，无缺陷腐蚀产物均匀地覆盖在试验钢表面，在内锈层中形成连续富Ti元素区域，阻碍了海水对钢的进一步腐蚀，提升了耐腐蚀性能，特别是钢中Ti与P元素协同作用，耐海水腐蚀用钢的耐蚀性能更好.     

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.     

碳钢在四川典型盐化工环境中的大气腐蚀行为

为研究四川电网输变电设备在典型工业环境中的金属腐蚀特点,以便为输变电设备差异化防腐措施提供理论指导,选取碳钢为研究对象,针对四川典型盐化工城市自贡市,在该市乡村环境和重工业污染环境地区分别开展一年期大气腐蚀试验。通过宏观形貌观察、腐蚀速率测试、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线衍射( XRD) 、电化学测试等多种方法,全面研究了碳钢在这两种环境下的大气腐蚀行为。研究结果表明：碳钢在自贡地区腐蚀程度较为严重,重工业污染环境大气腐蚀速率为32.14 μm/a,即使在乡村环境也受到较为严重的腐蚀,腐蚀速率达到21.92 μm/a。碳钢在上述两种环境中的大气腐蚀行为具有显著差异,在氯离子含量更高的重工业污染环境中,碳钢表面更容易生成针状腐蚀产物,锈层保护性差,腐蚀将进一步加速。为提高自贡地区输变电设备腐蚀防护效果,可采取在重工业污染地区适当提高防护等级的差异化防腐措施。     

环境中氯离子浓度对耐候钢耐腐蚀性能的影响

研究海水环境中氯离子浓度对耐候钢耐蚀性能的影响,用扫描电镜和红外光谱仪等对试样耐蚀机理进行观察分析。结果表明,耐候钢在低Cl-浓度下的耐蚀性能要好于高Cl-浓度下的耐蚀性能;两组试样中均存在较致密的内锈层和疏松的外锈层,锈层成分主要为Fe3O4和γ-Fe2O3;低Cl-浓度下,合金元素容易在锈层富集,形成较致密且厚的内锈层,使材料耐蚀性能增强。     

盐雾环境下浸银覆铜板的腐蚀行为

 采用交流阻抗(EIS)法研究浸银覆铜板在中性盐雾环境的腐蚀行为,并结合SEM/EDS表面分析手段,分析了腐蚀产物形貌和组成特点.研究表明,在盐雾环境中,覆铜板的浸银层起到了保护作用,在盐雾实验初始阶段,试样表面没有发生明显的腐蚀,具有较大的阻抗值.但由于氯离子对浸银层破坏作用,导致浸银层发生局部破损,阻抗随着实验时间降低.当长时间盐雾实验后,浸银层逐渐丧失保护作用,生成的铜锈层不断增厚,阻抗值增大,铜锈层对外部的腐蚀介质的传输起到主要的阻碍作用.     

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.     

腐蚀后M24高强度螺栓疲劳性能试验

为了探究高强度螺栓腐蚀后的疲劳性能,本文对浸油和无浸油的M24高强度螺栓开展了中性盐雾加速腐蚀试验,对不同腐蚀程度的高强度螺栓分别开展了形貌观察和常幅疲劳试验。结果表明：所有高强度螺栓表面锈层均由内锈层和外锈层组成;腐蚀后螺牙根部存在着蚀坑,浸油和无浸油螺栓腐蚀150天后螺牙根部的蚀坑直径达到1.5mm;随着腐蚀时间的增加螺栓的疲劳寿命逐渐降低,浸油和无浸油螺栓腐蚀150天之后疲劳寿命分别下降了36%和28%;由于浸油螺栓表面的保护层在腐蚀前期被破坏,相同腐蚀时间浸油和无浸油两种螺栓的疲劳寿命相差较小。     

Relationship between the specific surface area of rust and the electrochemical behavior of rusted steel in a wet-dry acid corrosion environment

The relationship between the specific surface area (SSA) of rust and the electrochemical behavior of rusted steel under wet-dry acid corrosion conditions was investigated. The results showed that the corrosion current density first increased and then decreased with increasing SSA of the rust during the corrosion process. The structure of the rust changed from single-layer to double-layer, and the γ-FeOOH content decreased in the inner layer of the rust with increasing corrosion time; by contrast, the γ-FeOOH content in the outer layer was constant. When the SSA of the rust was lower than the critical SSA corresponding to the relative humidity during the drying period, condensed water in the micropores of the rust could evaporate, which prompted the diffusion of O₂ into the rust and the following formation process of γ-FeOOH, leading to an increase of corrosion current density with increasing corrosion time. However, when the SSA of the rust reached or exceeded the critical SSA, condensate water in the micro-pores of the inner layer of the rust could not evaporate which inhibited the diffusion of O₂ and decreased the γ-FeOOH content in the inner rust, leading to a decrease of corrosion current density with increasing corrosion time.     

镍基合金CMSX-4在3.5wt.% NaCl溶液中的腐蚀行为

研究二代镍基合金CMSX-4在质量分数为3.5% NaCl溶液中的腐蚀行为,对该类合金在海洋性环境条件下的应用具有深远意义。通过动电位极化方法研究室温条件下镍基合金CMSX-4在3.5 wt.% NaCl溶液中的电化学行为,利用扫描电子显微镜（SEM）、能谱分析仪（EDS）和X射线光电子能谱仪（XPS）对合金表面阳极腐蚀产物进行微观形貌观察及成分分析。研究表明,CMSX-4合金具有一定的钝化能力,钝化区间比较宽广;在镍基合金CMSX-4表面上形成的腐蚀产物可大致分为两层,表层主要由Ni （OH）₂、Cr （OH）₃、Co （OH）₂和Al （OH）₃等氢氧化物组成,内层主要分布着NiO、Al₂O₃、CoO、Cr₂O₃和CrO₃等氧化物及组成合金基体的各种金属;由Ni （OH）₂和Cr （OH）₃等氢氧化物组成的腐蚀产物膜外层能够在腐蚀介质和金属之间产生较好的屏蔽效果;构成腐蚀产物膜内层的NiO、Al₂O₃、Cr₂O₃和CrO₃等氧化物有利于产物膜内层与外层之间建立一定的空间电荷区,对稳定腐蚀产物内层有很大帮助。研究表明CMSX-4合金在海洋性环境中具有一定的耐蚀性能。