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.     

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.     

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.     

Q235钢在广东省输电杆塔现场的大气腐蚀行为

基于广东省输电线路分布情况,在城市、工业、海洋和乡村4种环境中选取有代表性的10条杆塔线路,通过1年的现场暴露实验研究了杆塔用Q235钢的大气腐蚀行为,在6、12个月时各取样一次;利用失重法测量各挂片的单位面积腐蚀失重,研究了不同环境中的腐蚀失重规律,并采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对腐蚀产物结构和微观形貌进行表征.结果表明:广东省大气腐蚀等级主要为C3,其次为C2,属于中度腐蚀;不同特征的环境对大气腐蚀的影响从重到轻依次为重工业、海洋+轻工业复合、海洋和特大城市、中小型城市及乡村;在12个月的试验周期内,Q235钢前6个月的腐蚀速率明显高于后6个月;腐蚀产物主要为花瓣网状和细针状结构的α-FeOOH和γ-FeOOH,在海洋环境中还出现少量β-FeOOH.     

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.     

高强耐候钢Q450NQR1腐蚀规律和机制

 通过采用周浸腐蚀试验方法研究了Q450NQR1高强耐侯钢和Q345钢在浓度为0.01mol/L的亚硫酸氢钠溶液中,经过6,24,48,72和96h周浸腐蚀试验后的耐腐蚀性能,并测试了不同周浸腐蚀时间后试样的腐蚀电位和腐蚀电流密度.研究发现,Q450NQR1钢腐蚀速率随试验时间延长而下降,其表面的锈蚀产物膜在周浸腐蚀试验48h后基本达到稳定.Q450NQR1钢在浸泡各个周期内相对Q345钢均有更好的耐腐蚀性.电化学极化实验证实Q450NQR1钢的腐蚀电流48h后趋于稳定,而Q345B 48h后腐蚀电流密度略有增大,这与周浸腐蚀试验结果是一致的.微观腐蚀形貌及EDS分析认为这是由于Q450NQR1钢中添加的Cu和Cr元素参与了腐蚀成膜,并促使腐蚀产物膜整齐致密.XRD分析结果表明,Q450NQR1钢随时间延长,腐蚀产物中的α-FeOOH含量不断增加,在48h后含量基本稳定,大量α-FeOOH促使了锈层更加致密稳定,从而提高了Q450NQR1试样的耐腐蚀能力.     

Q235钢和X70管线钢在北美山地灰钙土中的短期腐蚀行为

通过腐蚀失重速率试验、腐蚀形貌特征的扫描电镜观察和X射线衍射分析以及土壤理化性质分析等手段研究了国产Q235钢和X70管线钢在加拿大中南部的山地灰钙土中实地埋样试验一年后的短期腐蚀行为特征.结果发现Q235钢和X70钢的平均腐蚀速率和最大点蚀深度均比较接近,但Q235钢点蚀密度明显高于X70钢;两种钢的腐蚀产物成分类似,均为FeOOH、Fe3O4和Fe2O3的复杂混合物,腐蚀产物层不致密,存在明显的裂纹;两种钢表层土壤中均发现较多的硫酸盐还原菌、硫化菌和异养菌,这些菌群的共同作用能够加速腐蚀产物层下局部腐蚀的发生.     

注空气过程中井下管柱氧腐蚀规律及防护实验研究

氧腐蚀是限制注空气技术发展的重要因素之一,通过失重法以及XRD、EDS和SEM分析等方法,研究了注空气过程中井下管柱腐蚀规律及对应的防护措施。结果表明:氧腐蚀速率随着氧分压增大而加快,即使常压空气下腐蚀速率仍高于行业标准;存在一个临界温度及矿化度条件,使氧腐蚀速率达到最高;流体流度增大有利于加剧腐蚀;腐蚀产物膜主要成分包括γ-FeO(OH)、β-FeO(OH)、Fe_3O_4、α-FeO(OH)等,结构疏松不致密,对钢体保护作用不大。可见有效控制氧腐蚀需考虑多种防腐措施,包括优选管材、利用润滑油脂对钢材表面进行处理、pH调整、加注缓蚀剂等。     

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.     

pH值对Q235碳钢与304L不锈钢在典型含硫环境中电偶腐蚀行为的影响

采用电化学法和浸泡法研究了Q235碳钢与304L不锈钢在典型含硫环境中的电偶腐蚀行为.采用SEM观察试样表面形貌.结果表明:在实验体系中304L的阴阳极过程均为电化学活化步骤控制;在pH为4和7的实验溶液中,Q235钢的阴阳极过程均受电化学活化控制;而在pH=13.3的实验溶液中,Q235阴极过程受电化学过程控制,阳极过程受离子扩散控制.在三种实验溶液中的电偶腐蚀效应随阴阳极面积比的增大而增大,但电偶电流随阴阳极面积比的变化并不呈现出对数正比规律.随着溶液pH值的升高,Q235钢的电偶腐蚀速率明显减小,但电偶腐蚀效应变化不明显.     

CO32-对Q235钢在土壤中腐蚀行为的影响

利用极化曲线技术、电化学阻抗测试技术等方法,研究了CO2-3对Q235钢在土壤中腐蚀行为的影响.实验结果表明,CO2-3对Q235钢腐蚀的影响显著.Q235钢的腐蚀速率随土壤中CO2-3含量的增加,Q235钢在土壤中的腐蚀速率也增加,当CO2-3的质量百分含量增加到0.28%时,腐蚀速率达到最大,然后腐蚀速率随着CO2-3含量增加而减小,最后趋于一稳定值15 μA·cm-2左右.     

镁合金在大气环境中的电偶腐蚀

研究了AZ91D,AM50,AM60三种镁合金分别与Q235碳钢、316L不锈钢、H62黄铜、LY12铝合金4种材料组成电偶对在青岛和武汉大气暴晒实验场进行周期分别为3,6,15,20,27个月的大气腐蚀行为及规律. 结果表明,镁合金作为电偶对的阳极其腐蚀速率在与实验所用材料偶接后显著提升. 其中,与Q235碳钢、316L不锈钢偶接后大气电偶腐蚀效应最大,而与LY12铝合金偶接后大气电偶腐蚀效应最小. 青岛站镁合金试样的大气电偶腐蚀效应要明显高于武汉站的试样. 不同镁合金的大气电偶腐蚀效应γ之间存在的基本关系为AZ91D最大,AM50最小.     

压力管道金属材料焊接接头的流动加速腐蚀性能

通过温度、压力、流速可控的流动加速腐蚀实验机,模拟某冷凝水管线工况,对20钢分别与20钢、Q345R钢和304不锈钢焊接接头的流动加速腐蚀性能进行研究。通过扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)对腐蚀产物进行表征。结果表明:腐蚀速率从大到小依次为20钢-20钢、20钢-Q345R钢、20钢-304不锈钢;相对于20钢母材,3种焊接接头的腐蚀电流均变小,腐蚀电位均向正方向偏移,构成电偶腐蚀时加速了母材的腐蚀速度。在介质流动的状态下,20钢-20钢焊接接头腐蚀产物膜为柱状,20钢-Q345R钢焊接接头腐蚀产物膜为分层片状结构,20钢-304不锈钢焊接接头腐蚀产物为网状结构,其覆盖率从大到小依次为20钢-Q345R,20钢-304不锈钢,20钢-20钢。     

10CrMoAl钢在含Cl~-环境中不同周期腐蚀的对比分析

为了探索在含Cl-环境中10CrMoAl钢的耐腐蚀机制,对10CrMoAl钢进行不同周期(72、168和240 h)的盐雾腐蚀试验,进而对其腐蚀结果进行对比分析,并对试样进行腐蚀速率分析、场发射扫描电子显微镜(FESEM)分析、能谱分析、X线衍射(XRD)分析及电化学阻抗谱分析。结果表明:随着腐蚀时间的延长,腐蚀速率逐渐降低。经过72、168和240 h腐蚀后,10CrMoAl钢的腐蚀速率分别为1.512、1.254和1.232 mm/a;当锈层厚度最大时,Cr和Mo在锈层内富集程度也达到最大,而且伴随着锈层的腐蚀脱落,Cr和Mo又在基体与锈层交界处逐渐富集,有效地阻碍了基体的腐蚀。此外,锈层中FeCr_2O_4的出现导致了Fe_3O_4逐渐消失和γ-Fe_2O_3相对量逐渐增加。锈层中FeCr_2O_4的出现明显改变了腐蚀产物的形成过程。     

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.     

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.     

含Cr低合金钢货油舱上甲板环境腐蚀行为

为了研制货油舱上甲板用低合金耐蚀钢和了解该环境下的腐蚀机理,采用自制的O2-CO2-SO2-H2S湿气腐蚀模拟装置,对不同Cr含量的低合金钢进行腐蚀行为研究.在进行腐蚀试验后,首先测量了腐蚀速率,然后应用SEM对腐蚀产物膜的微观形貌及结构进行分析,并通过EDS和XRD确定腐蚀产物膜的物相组成,采用EBSD手段分析大小角度晶界对腐蚀性能的影响.结果表明:模拟湿气腐蚀的腐蚀产物膜主要由α-FeOOH,γ-FeOOH,S,FeS2,Fe1-xS,FeS组成,且呈分层结构;3%Cr较1%Cr腐蚀速率显著下降;Cr含量上升到3%时,腐蚀产物膜内层出现明显的Cr富集;3%Cr较1%Cr含量实验钢的大角度晶界比例下降.Cr含量在一定范围内的提高有助于低合金钢表现出较好的耐蚀性能.     

Q235钢在含硝酸根离子土壤中的腐蚀行为

利用极化曲线技术、电化学阻抗测试技术等方法,研究Q235钢在含硝酸根离子土壤中的腐蚀行为.实验结果表明,硝酸根对Q235钢腐蚀的影响显著.Q235钢的腐蚀速率随土壤中硝酸根的质量分数的增加而增加,当硝酸根的质量分数增加到0.89%时,腐蚀速率达到最大;然后,腐蚀速率随着硝酸根质量分数的增加而有所减小.     

碳钢在含Cl- 和SO42-碱性溶液中腐蚀规律的局部交流阻抗

 通过局部交流阻抗(LEIS)研究了碳钢在含Cl^-和SO₄^2-中性和碱性溶液中的腐蚀行为,并采用显微激光拉曼光谱技术进行了腐蚀产物的分析.研究结果表明,碳钢在中性和碱性溶液中均发生不同程度的腐蚀.在浸泡初期,碱性溶液中的腐蚀速率小于中性溶液中的腐蚀速率,碳钢表面在相对较短时间内形成γ-FeOOH腐蚀产物,起到较好的阻碍Cl^-和SO₄^2-阴离子侵蚀的作用.随着在溶液中浸泡时间的延长,由于Cl^-和SO₄^2-阴离子的侵蚀作用,以及在初期对基体起到保护作用的腐蚀产物膜的破损,导致平均阻抗值的降低.特别是在碱性溶液中起始阶段具有较高的平均阻抗值,但在浸泡过程中,其平均阻抗值快速地降低,表明溶液中的Cl^-和SO₄^2-阴离子对腐蚀产物膜的侵蚀作用将促进Q235碳钢的腐蚀发展.     

K4169合金在模拟烟气环境中的热腐蚀行为

采用XRD、SEM、EDS以及EPMA等分析方法,研究铸态K4169合金及固溶-时效处理后K4169合金在650℃下模拟烟气(75%Na_2SO_4+25%NaCl)环境中的热腐蚀行为.结果表明:2种状态的K4169合金腐蚀动力学曲线均遵从抛物线规律;2种试样的腐蚀产物均分为2层,其内腐蚀层的腐蚀产物为Ni_3S_2;铸态合金的外腐蚀层产物分3部分:最外侧为Ni_3S_2薄层;中间以Fe_3O_4,NiO,NiFe_2O_4等氧化产物为主;内侧以Cr-O为主,有少量的铌、铝、钛的氧化物;固溶-时效态合金外腐蚀层的腐蚀产物为外侧以Fe_3O_4、NiO、NiFe_2O_4为主和内侧以Cr-O为主的2部分构成.2种状态合金的热腐蚀规律均遵循碱性机制.固溶-时效态试样的腐蚀层厚度低于铸态试样,固溶-时效处理能显著提高K4169合金的抗热腐蚀能力.