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.     

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.     

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.     

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.     

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.     

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.     

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.     

植酸自组装膜对Q235钢在氯化钠溶液中的缓蚀作用

从植物中提取的植酸作金属缓蚀剂对环境保护具有重要意义.采用失重法、扫描电子显微镜和X射线能谱研究了植酸对Q235钢在NaCl溶液中的缓蚀行为以及影响因素.失重实验结果表明,不同pH值植酸对Q235钢的缓蚀效果明显不同,在酸性条件下植酸加速Q235钢的腐蚀,在中性及碱性条件下,植酸对Q235钢的腐蚀具有明显的抑制作用.中性或碱性条件下,NaCl溶液中植酸对Q235钢缓蚀效率随植酸浓度的增加而增加,植酸浓度达0.5%以上时,缓蚀效率高达90%以上.扫描电镜结果表明,植酸处理后的Q235钢表面生成膜在不同pH下明显不同,碱性条件下的生成膜明显好于酸性条件下的生成膜.     

高性能耐火耐候建筑用钢WGJ510C2的研制及应用

对武流钢铁(集团)公司(以下简称武钢)研制的高性能耐火耐侯建筑用网WGJ520C2的力学性能、焊接性能、而火性能、时候性能及其典型应用进行了研究。试验结果表明：该钢具有优良的综合力学性能,在600℃温度下的届服强度均高于其室温下屈服强度的2／3。完全满足建筑结构用钢耐火安全性的强度许用指标;具有低的焊接冷裂纹敏感性．能承受大线能量(50～100kJ/cm)焊接;裸钢的耐火极限比Q235钢高出44％左右．在考虑建筑设计一级防火标准时,使用该钢可比使用Q235钢节省薄型防火涂料36．5%～50%．节省厚型防火涂料26％;经过1800h加速循环腐蚀以后．该钢的腐蚀率与Q235钢和0345网相比分别减少20%和29％;经过武汉10个月大气曝晒试验的结果也表明,该钢的耐候性能也明显优于Q235钢和0345钢。该钢在大型建筑应用中的实际效果良好。     

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.     

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.     

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.     

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.     

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.     

电力输电杆塔用Q235钢聚硅氧烷复合涂层的大气腐蚀行为

采用喷涂法在Q235钢表面涂覆聚硅氧烷复合涂层,在重工业污染区、人口密集区、一般工业区、乡村定居区4个220kV变电站大气环境中自然暴露15个月,采用伏安法、交流阻抗法等研究其腐蚀行为。结果表明,重工业污染区变电站的腐蚀电流密度从3.849 5×10~(-12) A/cm~2增加到15个月的2.257 2×10~(-10) A/cm~2;而人口密集区变电站的腐蚀电流密度值先从1.640 1×10~(-10) A/cm~2降低到6个月的5.736 5×10~(-11) A/cm~2,后增加到15个月的3.929 9×10~(-10) A/cm~2。结合自腐蚀电位和涂层阻抗,聚硅氧烷复合涂层在不同环境中耐蚀性顺序为:人口密集区乡村定居区一般工业区重工业污染区。     

氢氧化钠溶液中硫化钠对Q235钢的腐蚀行为研究

通过盐雾腐蚀实验和电化学腐蚀实验,借助腐蚀失重法、宏观形貌分析、SEM、EDS和EIS等分析方法,研究了Q235钢在不同S~(2-)浓度的氢氧化钠溶液中的腐蚀行为。研究结果表明:S~(2-)浓度的变化对Q235钢的腐蚀行为有着显著的影响,宏观及微观形貌分析均表明随着S~(2-)浓度的升高试样的腐蚀越来越严重;EDS分析表明腐蚀产物主要由Fe、S、O三种元素组成,S~(2-)浓度为4g/L时腐蚀程度较轻故Fe含量很高,S~(2-)浓度为5 g/L时,Fe的氧化反应导致O含量升高,S~(2-)浓度为6 g/L时,Fe的硫化反应为主要反应,导致S含量明显升高而O含量有所下降;当S~(2-)浓度从3 g/L增至6 g/L时,由于S~(2-)与Fe发生反应使得腐蚀失重从2.8732 g/m~2增大至3.4451 g/m~2,腐蚀电流密度从0.931μA/cm~2逐渐上升至5.092μA/cm~2,而当S~(2-)浓度为7 g/L时由于生成了较致密的Fe S膜覆盖在试样表面使得腐蚀失重和腐蚀电流密度均有所下降。     

Q235扁钢接地材料杂散电流腐蚀行为研究

针对接地网服役过程中的杂散电流腐蚀问题,在模拟交、直流杂散电流干扰条件下,研究了Q235扁钢接地材料的腐蚀行为,利用扫描电镜(SEM)和X线衍射(XRD)等方法研究了材料的腐蚀形貌及腐蚀产物,分析了材料的电位、电流变化规律及腐蚀失重.结果表明:杂散电流腐蚀具有集中腐蚀特征,腐蚀产物层疏松多孔,有明显裂纹、分层、脱落现象,对基体不具有保护作用,腐蚀产物主要成分为Fe₃O₄和Fe₂O₃;失重测量结果显示,杂散电流存在时Q235扁钢腐蚀速率会大大增加,同等电流密度下,直流杂散电流腐蚀速率约为交流杂散电流的18倍;杂散电流腐蚀具有明显的电解腐蚀特征,电流流入金属构件部位成为阴极而受到保护,相反电流流出的部位成为阳极而受到腐蚀.     

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.     

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.     

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.