耐候锈层的耐腐蚀机理研究

通过模拟工业大气环境的周期浸润实验室加速试验,研究耐候钢和碳钢的锈层腐蚀初期生长规律以及耐候钢锈层的耐腐蚀机理;对试验钢样进行了腐蚀失重分析,通过扫描电镜、X射线衍射等手段对锈层形貌和结构进行分析.结果发现,腐蚀初期耐候钢的锈层组织成分主要以α-FeOOH为主;碳钢的锈层组织成分主要以Fe2O3为主.α-FeOOH晶体枝晶尺寸纤细,锈层致密具有保护性;Fe2O3枝晶粗大,锈层疏松和多孔不具有保护性.     

转向架用Q345C钢堆焊接头组织及盐雾腐蚀行为

通过金相组织分析、力学性能试验、极化曲线试验和盐雾腐蚀试验,对比研究Q345C母材及其堆焊接头组织、力学性能及耐蚀性能。结果表明,堆焊接头组织与母材相比具有一定的差异。母材的冲击韧性优于堆焊焊缝。在相同试验条件下,Q345C母材及其堆焊接头腐蚀初期表面均出现橘红色的锈层,随着试验的进行,锈层逐渐加深,绝大部分橘红色锈层变为黑褐色锈层腐蚀产物。堆焊焊缝的腐蚀倾向、腐蚀速度和腐蚀失重均低于母材,但相差不大,其耐蚀性能稍优于母材。     

拉曼光谱法分析低碳钢模拟大气腐蚀锈层

利用拉曼光谱研究了不同磷含量试验钢的模拟大气腐蚀锈层。结果表明：含磷低碳钢在模拟工业大气环境下的腐蚀锈层由双层结构构成,即内锈层是以α-FeOOH为主体的铁锈所覆盖,外层部分是以α-Fe_2O_3和γ- FeOOH为主体的铁锈层；不同磷含量试验钢锈层的主要区别是高磷钢锈层较薄较致密,且几乎全由黑色的内锈层组成,低磷试验钢的锈层较厚,且有大量白色疏松的外锈层存在。     

模拟流动海水腐蚀环境下含Cr钢与C钢的锈层研究

采用人工海水对含有相同基本成分的C钢和添加了0.95％Cr元素的Cr钢进行120h的流动冲刷腐蚀试验.利用SEM和XRD等方法研究了Cr元素对普碳钢锈层的形貌、物相构成及相对含量的影响.结果表明,经冲刷腐蚀以后,含Cr钢的腐蚀质量损失小于C钢的.对两种钢的锈层分析表明,两种实验钢的锈层均出现分层现象,普碳钢外锈层疏松多孔,而含Cr钢的外锈层呈块状,致密性明显优于碳钢,内锈层亦是如此.两种钢的外锈层均由Fe3O4、α-FeOOH和γ-FeOOH等物相构成;C钢的内锈层由Fe3O4构成,Cr元素在含Cr钢锈层中的富集没有改变外锈层的物相类型,但内锈层则由Fe3O4转变为β-FeOOH.     

结构钢在模拟海洋大气环境中的腐蚀行为研究

利用模拟海洋大气环境的加速腐蚀实验,对比研究了两种结构钢(低碳铁素体钢和耐候钢09CuPCrNi)朝天面与朝地面的腐蚀行为及相应锈层,结果表明两种结构钢的朝地面均比朝天面腐蚀严重.电化学阻抗谱(EIS)结果表明朝天面锈层对氯离子的阻碍能力高于朝地面锈层,X射线衍射(XRD)结果表明朝天面锈层中X射线无定形锈含量高于朝地面锈层,N2吸附结果表明朝天面锈层比朝地面锈层致密.两面腐蚀条件的差异造成了两面锈层相组成和致密度的不同,从而导致相应锈层保护性能的区别.提出锈层孔隙模型,解释了锈层保护性能差异的原因是锈层干/湿交替频率的不同.     

合金元素对耐候熔敷金属力学及耐蚀性能的影响

采用周浸加速腐蚀试验,模拟工业大气腐蚀环境,通过组织分析、锈层微观成分及形貌分析、电化学分析等手段,研究了Ni,Cr,Cu元素对耐候熔敷金属耐蚀性能及力学性能的影响规律. 结果表明,Ni元素有利于增加组织中针状铁素体含量,提高熔敷金属−40 ℃冲击韧性,Cr元素增加,熔敷金属−40 ℃冲击韧性降低. 合金元素有利于提高腐蚀锈层中的α-FeOOH的含量,增加锈层致密度,提高锈层阻抗,降低自腐蚀电流密度. Cu元素有利于提高熔敷金属腐蚀初期和后期的耐蚀性能;腐蚀初期,Cr元素提高耐蚀性能的作用不如Cu和Ni,但是腐蚀后期Cr提高锈层耐蚀性能的作用明显.     

外锈层对低碳钢腐蚀影响的电化学分析

选用某型船用低碳钢,在3mass%NaCl溶液中浸泡一年,用电化学技术研究外锈层去除前后低碳钢的腐蚀电化学特征.运用线性极化、电化学阻抗(EIS)和电化学噪声(EN)技术比较外锈层去除前后钢的耐蚀性,分析外锈层对腐蚀的影响;通过对内、外锈层和裸钢腐蚀形貌的显微观察、对内锈层的电子探针(EMPA)和X射线衍射(XRD)分析,研究外锈层对腐蚀影响的机理.结果表明,去除外锈层使钢的耐蚀性减小,腐蚀速率增大;外锈层的去除导致氧更易于向内输送,进而影响内锈层/金属基体界面的电极过程.     

热震对结构钢锈层裂纹的影响

通过周浸加速腐蚀试验在结构钢表面形成了锈层,用压痕法测定了锈层的断裂韧性,在锈层及锈层/钢基体界面预制压痕裂纹,观测压痕裂纹在温度变化过程中的扩展行为,从而评价了锈层的抗热震性能.结果表明,锈层/钢基体界面的断裂韧性和抗热震能力均优于锈层本身,裂纹更倾向于在锈层中形核和扩展.温度变化可导致锈层中原有裂纹的扩展,但不会使裂纹在锈层中形核.     

经济型高耐候钢耐大气腐蚀性能研究

在周浸腐蚀条件下，研究了不同Cr-Sb组合高耐候钢的腐蚀行为。结果表明，随着Sb的增加，耐蚀性不断提升；但Sb的添加，增加了试验钢的点蚀倾向。可以通过降Cr提Sb提升试验钢的腐蚀性能，但当Cr降到3.5%时，耐蚀性出现了拐点，腐蚀速率大幅提升。Cr-Sb协同不改变试验钢锈层的物相组成。Cu在锈层与腐蚀坑内富集形核，抑制了S向基体内扩散，提升了材料的耐蚀性。     

E690平台用钢耐海洋大气腐蚀模拟

用周浸加速腐蚀试验、力学性能试验并结合扫描电镜、能谱分析以及透射电镜等方法对比研究了2种满足E690要求的低碳贝氏体钢(3种热处理方式)在模拟海洋大气环境中(0.5 wt%NaCl水溶液)的耐腐蚀性能和拉伸性能的变化。结果表明,在腐蚀初期晶粒越小越容易被腐蚀,成膜更快,有利于锈层的形成;Cu的析出会加速钢的初期腐蚀,在腐蚀后期形成致密锈层后这种影响变小。3种实验钢的腐蚀产物相组成差别不大,但锈层致密程度存在差异,并且锈层越致密,对应的钢的腐蚀速率越低。在试验环境中腐蚀对2种试验钢和3种处理方式的力学性能影响较小,说明没有产生严重的局部腐蚀。     

Influence of carbon content and microstructure on corrosion behaviour of low alloy steels in a Cl containing environment

Corrosion behaviour of low alloy steels (A and B) with different carbon content was studied by a salt fog test and an outdoor test. A commercial weathering steel 09CuPCrNi was used for comparison. The corrosion resistance of steels A and B with homogeneous microstructures was better than that of the commercial weathering steel 09CuPCrNi in the salt fog test. Steel A with an ultra-low-carbon content had far less weathering resistance than the other steels in the outdoor test. Selective corrosion of large pearlite produces stress in initial corrosion product films. Uniform corrosion product films with few cracks tend to form on homogeneous microstructures such as ferrite and bainite, and this is advantageous for the formation of a compact rust layer in the initial stage of atmospheric corrosion. However, uniform microstructures will result in over even interfaces between rust layers and bases, which will lead to frequent peeling of rust layers from bases because stress is induced by large temperature fluctuations and wet-dry alternations. Protection of the rust layer on a low alloy steel is dependent on the rust density and the bonding performance of the rust-base rather than the proportion of the rust phase in the initial stage of atmospheric corrosion. These results indicate that homogenous microstructures, proper amounts of carbon content and fine carbon-rich phases that are produced by appropriate processes are beneficial for the corrosion resistance of steels.     

晶粒尺寸对普碳钢耐工业环境下大气腐蚀性能的影响

用不同轧制及热处理工艺制备了化学成分相同而晶粒尺寸不同的3种普碳钢试样。采周浸、锈层横截面微观分析、交流阻抗测试等手段对晶粒尺寸与普碳钢耐工业环境下大气腐蚀性能之间的规律进行了研究,同时测定了不同晶粒尺寸的普碳钢在10％硫酸溶液中的极化曲线。结果表明,普碳钢晶粒尺寸从50um减小到4um,周浸加速腐蚀试验后锈层中裂纹和空洞的数量也相应减少,耐蚀性能提高;但极化曲线试验表明,晶粒细化可加速普碳钢在10％H2SO4溶液中的腐蚀速度。分析了晶粒尺寸对晶界局部阳极腐蚀电流密度的影响,对其影响耐蚀性的机理进行了讨论。     

周期干湿浸条件下P265GH钢和Q235钢的大气腐蚀行为简

以NaCl+NaHSO3为腐蚀介质,通过浸渍干湿复合循环实验及腐蚀失重分析,并利用SEM,XRD和FTIR技术,研究了Q235碳钢和P265GH低合金钢的大气腐蚀行为。结果表明,两种钢的腐蚀遵从相同的动力学规律,腐蚀产物中均存在大量致密的α-FeOOH和非晶态δ-FeOOH,锈层具有很好的保护性,使得腐蚀速率降低。实验开始阶段两种钢的腐蚀量基本相同,但随着腐蚀的进行两者差距增大,P265GH低合金钢较Q235碳钢的失重小、锈层致密、耐腐蚀性好。     

海水飞溅区Ni-Cu-P钢的锈层和耐点蚀性能研究

在海水飞溅区对实验室冶炼的Ni-Cu-P钢、含Cu低合金钢和碳钢进行660 d的挂片实验,评价Ni-Cu-P钢的耐蚀性能;采用Fourier变换红外(FTIR)光谱、电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)、电子探针(EPMA)、SEM和EDAX等技术,分析3种钢表面的锈层特征.结果表明,Ni-Cu-P钢表现出比...     

低合金钢涂覆类金刚石膜耐蚀性能测试

用自制的多功能离子束辅助沉积设备在20Cr和40Cr低合金钢上沉积类金刚石膜，通过失重法，电化学方法研究低合金钢镀膜前后在不同腐蚀介质中的耐蚀行为，实验结果表明，低合金钢沉积类金刚石膜后，腐蚀速度降低，其抗全面腐蚀的性能与2Cr13不锈钢接近，而且类金刚石膜显著提高了低合金钢基抗点蚀的能力，失重法和稳态极化曲线法所得结果吻合。     

CORROSION BEHAVIOR AND VARIATION OF APPARENT MECHANICAL PROPERTY OF ONE NEWLY-DEVELOPED LOW CARBON BAINITIC STEEL IN ENVIRONMENT CONTAINING CHLORIDE ION

利用周浸加速腐蚀实验与力学性能实验对比研究了新型低碳贝氏体钢、超低碳铁素 体钢以及09CuPCrNi钢这3种钢在含氯离子环境中的耐腐蚀性能与拉伸性能的变化. 与超低 碳铁素体钢和09CuPCrNi钢相比, 新型低碳贝氏体钢不仅力学性能提高了, 而且耐腐蚀性 能亦得到改善, 其腐蚀速率明显低于其余2种对比钢, 并且随着腐蚀时间的延长其优势更加 明显. 3种钢的锈层具有相近的相组成, 但新型低碳贝氏体钢的腐蚀产物颗粒最细小且锈层 最致密, 同时在接近钢基体的锈层处Cr和Cu的富集程度最明显且Cl的含量最低. 新 型低碳贝氏体钢锈层阻碍氯离子透过能力高于其余2种对比钢锈层.     

碳钢和耐候钢的大气腐蚀

回顾了近年来碳钢和耐候钢大气腐蚀研究,比较了两种钢的腐蚀行为.重点分析了两种钢在腐蚀过程、腐蚀产物组成及影响因素等方面的相似性;同时讨论了两种钢的腐蚀速度和锈层结构的差异性.     

部分钢铁材料在北京地区腐蚀规律研究

对17种黑色金属在北京地区自然环境暴露16年的大气腐蚀数据进行了回归分析,研究发现,碳钢、低合金钢和耐候钢的腐蚀规律符合双对数曲线方程的数学模型,腐蚀过程是阻滞过程。在北京地区,低碳钢、低合金钢和耐候钢的耐腐蚀性能差异不大,严格控制硫含量的低碳钢具有相当好的耐候性。     

耐火耐候钢的耐蚀性研究

对室内盐雾加速腐蚀循环试验和10个月大气暴露试验的耐火耐候建筑用钢试样进行电化学测试,研究了其耐蚀性能。结果表明,各钢种阴极极化曲线由裸露的扩散控制极化转变为带锈的活化极化,而且带锈的耐火耐候钢阳极极化反应比普通建筑用钢受到更大的阻滞,表明耐火耐候钢的耐蚀性比普通碳钢要好.对锈层横截面的扫描电镜分析表明合金元素有助于保护膜的生成.     

JT345经济型耐大气腐蚀钢锈层电化学研究

利用自腐蚀电位测定、线性极化、阳极极化、交流阻抗等试验方法对JT345经济型耐大气腐蚀钢的锈层和裸钢进行研究,与Q235B及CortenA钢对比了它们的耐大气腐蚀性能和规律。电化学试验表明,大气腐蚀过程中生成的锈层使电化学阳极过程受到显著的阻滞。从热力学上看,自腐蚀电位正移320mV以上;从动力学上看,锈层表面趋于钝化,阳极电流降低两个数量级以上。