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.     

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.     

海洋平台用中锰钢飞溅区海水腐蚀行为

通过干湿交替腐蚀实验研究了海洋平台用低碳中锰钢在海洋环境下飞溅区的海水腐蚀行为.通过电子显微镜研究了腐蚀产物的形貌特征,利用电子探针(EPMA)表征了锈层的截面形貌及腐蚀产物中元素的分布,采用X射线衍射仪对腐蚀产物进行了物相分析.结果表明:随着腐蚀时间的延长,腐蚀速率先是快速增加,达到峰值后下降,最后趋于稳定.腐蚀产物结构由疏松多孔状逐渐转化为致密厚实状,锈层对基体的保护能力逐渐增强.在高浓度氯离子环境下,腐蚀产物以γ-Fe OOH为主,并出现了锰的氧化物和铁锰氧化物两种物相,它们促进了腐蚀过程中的电化学反应.     

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。     

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.     

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.     

冰冻/解冻对低合金耐候钢大气腐蚀的影响

采用事内、室内+冰冻和户外三种不同环境的曝晒实验,研究了冰冻/解冻循环对两种耐候钢初期大气腐蚀行为的影响.利用失重实验和电化学方法评价了实验钢的耐腐蚀性能,用扫描电镜观察了锈层形貌,用能谱分析仪分析了合金元素在锈层中的分布.结果表明:低温、低湿环境促进致密锈层的形成,而温度、湿-度较高的环境中形成的锈层致密度较低;冰冻/解冻循环导致非致密锈层内产生裂纹,其原因是疏松锈层中的孔洞中含有大量液态水,在液固相变时产生较大的应力,致使锈层开裂.致密锈层不含液态水,基本不受其影响.     

低合金耐候钢在含氯离子环境中的腐蚀行为

利用干湿周浸加速腐蚀实验对比研究了低合金钢A588和SPA--H在含氯离子环境下腐蚀行为,并利用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射和电子探针等方法分析了Ni、Mn对于低合金钢腐蚀行为的影响.结果表明:实验钢锈层中的物质主要由α--FeOOH、γ--FeOOH和Fe3O4组成,但其含量存在差异;Ni元素在内锈层含量高于外锈层,Mn元素在锈层的孔洞处富集;内锈层的致密程度高于外锈层;提高合金元素Mn和Ni的含量,可以提高内锈层的致密性,从而提高低合金钢的耐蚀性能.     

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.     

大气腐蚀在低合金钢显微组织中的发生与发展

采用光学金相技术结合交流阻抗测量,分析了三种低合金钢在模拟的沿海大气环境中的初期腐蚀行为.实验发现,显微组织直接决定钢的初期腐蚀行为并间接影响长期腐蚀行为.在腐蚀初期,铁素体钢中的大角晶界易于被择优腐蚀,而贝氏体内的小角晶界的择优腐蚀趋势较弱,铁素体+珠光体钢的择优腐蚀集中于珠光体及其边界.铁素体裸钢有较强的耐腐蚀性,但其锈层电阻随腐蚀时间增加产生的增量较小;贝氏体与铁素体+珠光体裸钢的耐腐蚀性较差,但其锈层电阻随腐蚀时间增加产生的增量较大,长期腐蚀性能更优.这些结果表明,在适当合金化后,贝氏体作为新型低成本高强度耐候钢的基本组织极具应用潜力.     

碳含量和组织类型对低合金钢耐蚀性的影响

研究了不同碳含量和显微组织的低合金钢的耐腐蚀性能和腐蚀行为,并与商业耐候钢09CuPCrNi进行了相应的比较.通过金相显微镜、扫描电镜观察,轧后水冷钢的主体组织为板条状贝氏体,轧后空冷钢为针状铁素体、粒状贝氏体、M/A小岛和少量渗碳体(珠光体)的混合物.用干湿循环加速腐蚀实验对耐蚀性测定结果表明:低碳钢(0.03%C)和轧后水冷的较高碳含量钢(0.1%C)的耐蚀性均明显优于09CuPCrNi;低碳含量钢的组织类型对其耐蚀性影响不大;较高碳含量情况下,单相贝氏体钢的耐蚀性优于由铁素体、渗碳体(珠光体)等构成的复相组织钢;轧后水冷时,不同碳含量的钢耐蚀性差别不大;轧后空冷时,低碳含量钢的耐蚀性优于较高碳含量钢.用扫描电镜对锈层进行观察,可以看出耐蚀性较好的样品在腐蚀后期形成了致密的内锈层.     

神经网络在金属大气腐蚀率预测中的应用

根据我国大气腐蚀网站积累的环境数据和材料腐蚀数据，采用人工神经网络方法，建立了碳钢及低合金钢在大气条件下，腐蚀率与金属腐蚀暴露时间对应关系的预测模型。结果表明：在相同的大气环境下不同的金属存在着不同的网络；相同金属在不同的大气环境下存在着不同网络；BP算法的形式要根据实际情况而定。     

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(scanning electron microscope, SEM)、能谱分析(energy spectrum analysis, EDS)、X射线衍射(X-ray diffraction, 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。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32.14μm/a,即使在乡村环境也受到较为严重的腐蚀,腐蚀速率达到21.92μm/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。     

A710高强耐候钢焊接接头耐蚀性分析

通过干、湿交替周期浸润试验和浸泡试验,结合腐蚀形貌观察和电化学测试,对A710高强耐候钢母材和焊接接头在模拟海洋大气环境(3.5%NaCl溶液)中的耐蚀性能差异进行了研究。结果表明,A710钢焊接接头不同区域的显微组织存在明显差异,即母材主要为铁素体,热影响区主要由铁素体和贝氏体组成,还有大量M-A岛,焊缝区则主要为贝氏体及少量针状铁素体,这种组织的不均匀性使得A710钢的焊接接头区域在3.5%NaCl溶液中形成了众多微电偶腐蚀电池,而多个微电偶腐蚀电池耦合会导致焊接接头发生宏观电偶腐蚀,焊缝和热影响区为阳极,母材为阴极;电偶腐蚀的存在则导致A710钢焊接接头在模拟海洋大气环境中的平均腐蚀速率高于母材。     

氧化铁皮对低碳钢大气腐蚀行为的影响

利用干湿交替腐蚀试验模拟工业大气环境,研究了层状结构氧化铁皮对热轧低碳钢工业大气腐蚀行为的影响.采用SEM和电化学手段对比分析带氧化铁皮和不带氧化铁皮试样的腐蚀增重行为、锈层结构和电化学行为.结果表明,带氧化铁皮试样的腐蚀速度远低于无氧化铁皮覆盖的基体钢,带氧化铁皮试样的自腐蚀电位低于基体钢,单一物相层状结构的氧化铁皮具有很好的耐腐蚀性,能够有效保护基体钢板;氧化铁皮的完整性是保护带钢基体不被腐蚀的前提,如果氧化层被破坏,在破损位置处,氧化铁皮与钢基体接触发生电偶腐蚀,加速腐蚀反应的进行.     

几种不同大气腐蚀预测模型的比较

分别运用腐蚀速率与暴露时间关系的指数模型、“灰色系统”的ＧＭ（１,１）,模型和环境综合因子模型和预测碳钢和低合金刚的大气腐蚀率,并与挂片暴露试验结果进行比较。结果表明,相同材料在不同的大气环境下有着不同的腐蚀规律,碳钢和低合金钢的大气腐蚀预测可选择不同的预测模型。     

船用碳钢在电解压载水中的初期腐蚀行为

为研究压载水电解处理技术对压载舱腐蚀的规律,采用静态挂片失重、电化学测试以及扫描电镜(SEM)等方法研究低碳钢在电解压载水中的初期腐蚀行为.结果表明:低碳钢在余氯质量浓度为7.5、17和28 mg/L的压载水中的腐蚀速度分别约为其在天然海水中的1.25、1.46和1.7倍,且余氯质量浓度越高,温度对腐蚀加速的影响越大;试样在电解压载水中的腐蚀过程由阴极反应中的传质过程控制;碳钢在余氯质量浓度为7.5和17 mg/L压载水中的腐蚀形貌留有剥蚀、断裂的特征.腐蚀产物能谱分析表明:电解压载水腐蚀产物中的氯元素含量降低,产物层对氯离子的渗入具有较强的阻碍作用.     

南海东部海域不锈钢紧固件的腐蚀失效分析

【目的】为配合南海东部海区的海洋环境调查,研究该海区不锈钢紧固件发生的腐蚀现象。【方法】使用奥氏体不锈钢紧固件,利用海洋平台钢桩和不锈钢钢缆紧固相应的调查设备,通过一年的海试,检查该类不锈钢紧固件的腐蚀情况。【结果】不锈钢紧固件腐蚀严重,不同形状的材料腐蚀部位和程度不同。不锈钢的腐蚀主要表现为点蚀和隙缝腐蚀等局部腐蚀,严重时穿孔、断裂失效。【结论】建议在海洋金属结构中尽量使用同牌号同批次的同种金属材料,以确保材料电极电势相同,减小宏观电池的形成;若确实需要使用异种金属,必须对异种材料间进行电绝缘。