Q235和Q450钢在吐鲁番干热大气环境中长周期暴晒时的腐蚀行为研究

在吐鲁番干热大气环境中对Q235和Q450钢进行4 a大气暴晒实验。结果表明,两种钢表面均有较为明显的锈层,Q450耐候钢4 a的平均腐蚀速率为12 g·m~(-2)·a~(-1),Q235钢平均腐蚀速率为14 g·m~(-2)·a~(-1),Q450钢腐蚀速率相对较低,腐蚀坑深度较浅。腐蚀产物主要由α-FeOOH,γ-FeOOH和Fe_2O_3·H_2O组成,其中Q450钢腐蚀产物中α-FeOOH比例相对较高,腐蚀产物致密。电化学阻抗测试结果表明:Q450钢腐蚀产物电阻远大于Q235钢的,表面电荷转移电阻也大于Q235钢的,即Q450钢耐蚀性较好,腐蚀产物对基体保护作用相对较好。     

Q450耐酸钢的相变及耐蚀性能

针对含0.09%Bi的铁路敞车用新型耐酸钢,通过热模拟试验,绘制了动态CCT曲线,进行实验室轧制,利用全浸试验方法和电化学试验方法对其耐硫酸腐蚀性能进行了研究。结果表明:随着冷速提高,显微组织由珠光体+铁素体逐渐完全转变为贝氏体,同时组织细化。在实验室热轧后水冷至622 ℃,石棉卷取保温冷至室温,得到的组织为铁素体+少量贝氏体;经全浸腐蚀试验,腐蚀后表面腐蚀产物平整,腐蚀较轻,其力学性能和耐硫酸腐蚀性能均满足Q/ASB 174—2016要求。电化学试验研究表明,试验钢自腐蚀电位、自腐蚀电流和腐蚀速率均优于Q345B钢,表面富含Cu₂S的致密腐蚀产物氧化膜对耐蚀性提高作用明显。     

一种新开发的车体钢S500AW在户外大气环境中的腐蚀行为及寿命预测

通过大气暴晒试验结合室内加速腐蚀试验，研究了新开发的车体钢S500AW和用于对比的传统Q450NQR1钢及Q345B钢的早期腐蚀行为，采用扫描电镜(SEM)、拉曼光谱仪，分析了试验前后试样表面的腐蚀形貌和腐蚀产物成分。结果表明：在北京大气环境暴露初期，S500AW钢表面更为平整光洁，仅有少量尘埃颗粒附着物，耐蚀性更优异；腐蚀产物为Fe₂O₃和一定量的γ-FeOOH,随着腐蚀时间的延长，γ-FeOOH含量逐渐增加，钢的耐蚀性逐渐提高；以腐蚀质量损失数据为参照，建立铁路车辆车体用钢腐蚀试验方法和腐蚀寿命预测模型，通过灰色关联度分析方法，证实了周期浸润试验与户外自然环境大气暴露试验良好的相关性。     

Q235钢在海水淡化一级反渗透产水中的腐蚀行为

采用旋转挂片和SEM, EDS及IR分析研究Q235钢在海水淡化一级反渗透产水中(RO)的腐蚀速度和腐蚀产物变化规律,并利用动电位扫描、电化学阻抗法研究腐蚀过程及腐蚀反应控制步骤。结果表明,Q235钢在海水淡化一级反渗透产水中腐蚀速度在48 h内迅速增大至1.4 mm/a,其后保持稳定。锈层初期为γ-FeOOH薄层,随时间延长逐渐转为由Fe₃O₄构成的内锈层及由γ-FeOOH和α-FeOOH构成的外锈层。腐蚀过程受阴极控制,初期腐蚀阻力达到最大,其后由于大量γ-FeOOH在酸性条件下极易转化为对腐蚀反应没有阻滞作用的Fe₃O₄,腐蚀阻力迅速减小,腐蚀速度迅速增大,当Q235钢表面γ-FeOOH生成和转化达到平衡后,腐蚀阻力保持稳定,腐蚀速度也不再发生变化。     

新型免涂装建筑用耐候钢的耐蚀性

添加微量Cr、Cu、Ni和Mo元素开发了免涂装建筑用耐候钢,通过周期浸润加速腐蚀试验和电化学腐蚀试验,对比分析了普通碳素钢和耐候钢在模拟工业大气和海洋大气环境中的耐腐蚀性能。结果表明:耐候钢的抗拉强度、屈服强度和-40℃冲击功均明显高于普通碳素钢的,具有较好的强度和低温冲击性能;在模拟工业大气和海洋大气中,耐候钢的腐蚀速率明显小于碳素钢的;随着腐蚀时间延长,碳素钢和耐候钢锈层中Fe3O4含量逐渐增加,碳素钢中β-FeOOH含量先减小而后增大,α-FeOOH相与γ-FeOOH相的体积比(α/γ)值先增大而后减小,而耐候钢中β-FeOOH含量不断减小,α/γ值逐渐增大,表明β-FeOOH和γ-FeOOH有朝着更加稳定的α-FeOOH转变的趋势;周期浸润加速腐蚀试验和电化学腐蚀试验结果相吻合,即耐候钢的耐腐蚀性能优于碳素钢的。     

碳钢在吐鲁番干热大气环境中的腐蚀行为

通过现场暴晒实验研究碳钢在吐鲁番干热大气环境中的腐蚀行为和机理。Q235和Q450钢在吐鲁番干热大气环境中经过1 a暴露后,Q235钢的腐蚀速率大于Q450钢。结合扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线衍射(XRD)等分析测试手段,研究了两种碳钢表面的腐蚀产物,两者的腐蚀产物主要为α-FeOOH,γ-FeOOH和Fe3O4。Q235钢中γ-FeOOH与α-FeOOH含量的比值较高,其腐蚀产物疏松,耐蚀性较差。而Q450钢中γ-FeOOH与α-FeOOH含量的比值较低,其腐蚀产物相对致密,耐蚀性较好。去除腐蚀产物后,通过体视学显微镜观察发现,Q235钢的表面产生大量密集腐蚀坑,且腐蚀坑深度和体积都大于Q450钢表面腐蚀坑。     

安徽省内电网设备常用Q235和40Cr钢大气腐蚀特性及其规律

针对在安徽省内代表性变电站站点自然环境下曝露1和3 a后的Q235、40Cr钢试样,开展腐蚀产物、腐蚀层形貌的研究,探讨其大气腐蚀机理。采用失重法获取Q235和40Cr钢试样的腐蚀速率,结合安徽省各相关地市的主要环境因素数据,再采用灰色关联分析方法,研究主要环境因素对1和3 a期Q235、40Cr钢试样大气腐蚀的影响规律。结果表明,Q235和40Cr钢试样大气腐蚀产物为FeOOH、Fe₃O₄、Fe(OH)₃及FeSO₄;腐蚀层表面密布着棉花球状的α-FeOOH,其间分布着片状的γ-FeOOH,腐蚀层结构较致密,但发生层状开裂。安徽省内Q235和40Cr钢试样大气腐蚀等级均在C2和C3等级,两者无明显差别。影响Q235和40Cr钢试样1 a期大气腐蚀的环境因素关联度排序为：NO₂>温度>SO₂>相对湿度>O₃;随着曝露时间延长至3 a,该关联度排序改变为：SO₂、温度>NO_2...     

含Ti耐海水腐蚀钢的显微组织及性能

分析了含Ti耐海水腐蚀钢的显微组织和力学性能,并利用周期浸润腐蚀实验研究了其在模拟海洋环境下的腐蚀演化行为。结果表明:该耐海水腐蚀钢的显微组织主要为多边形铁素体,屈服强度达到390MPa以上;耐候钢腐蚀初期腐蚀速率较快,腐蚀速率随时间增加而减小;与普通的Q345钢相比,该钢在模拟海洋环境中有优异的抗腐蚀性能,相对腐蚀速率小于55%;耐候钢锈层表面的腐蚀产物主要以α-FeOOH和γ-FeOOH为主,含有少量Fe_2O_3和Fe_3O_4。     

桥梁耐候钢在含Cl~-离子环境中的腐蚀行为

选择3种Ni含量为3.5%的桥梁钢,采用干湿周浸加速腐蚀实验模拟海洋大气环境下桥梁钢的耐腐蚀性能变化,并利用金相显微镜、XRD和SEM等分析了不同Mn和Cu含量桥梁耐候钢组织以及其腐蚀不同时间的腐蚀形貌和锈层特征.结果表明:桥梁耐候钢的组织由准多边形铁素体、针状铁素体和粒状贝氏体组成;随着Mn含量的增加,钢的耐蚀性能增加;Ni和Mn在锈层中均匀分布,Cu在锈层的缝隙或孔洞等缺陷处富集.锈层主要由Fe_3O_4,γFeOOH和α-FeOOH组成,腐蚀不同时间后的试样锈层组成相有所不同;γ-FeOOH和α-FeOOH与钢的腐蚀速率密切相关;增加Mn含量可以促进γ-FeOOH和α-FeOOH的生成,同时抑制γFeOOH和αFeOOH的晶粒长大.     

桥梁耐候钢Q345qNH在模拟西北大气环境中的腐蚀行为

目的 通过模拟西北大气环境对桥梁耐候钢腐蚀行为的影响,为西北地区桥梁钢耐蚀性能的研究提供理论依据。方法 选取除冰盐介质、NaHSO3介质、混合介质三种腐蚀介质进行干湿交替加速腐蚀实验,并采用扫描电镜+能谱、X射线衍射、电化学测试等方法,分析了Q345qNH钢在三种模拟大气环境中的腐蚀形貌、锈层特征及结构、腐蚀产物及锈层的电化学保护性。结果 Q345qNH钢在三种介质中腐蚀144 h后,腐蚀速率均明显下降,在288~480 h间,NaHSO3介质中的腐蚀速率下降趋势约是混合介质中的1.5倍、除冰盐介质中的3.8倍。三种腐蚀介质中,锈层成分均含有α-FeOOH、γ-FeOOH、Fe3O4,在除冰盐介质和混合介质中还会生成大量的不稳定β-FeOOH和可溶性FeOCl腐蚀产物,锈层疏松不稳定。此外,在NaHSO3介质中,自腐蚀电位Ecorr最高,自腐蚀电流密度Jcorr最低;除冰盐介质和混合介质中,Ecorr差别不大,但混合介质Jcorr<除冰盐介质Jcorr。对比腐蚀480 h的带锈样,稳态腐蚀区的阳极溶解电流密度有：除冰盐介质≈混合介质>NaHSO3介质。结论 Q345qNH钢在除冰盐介质中,各离子之间相互耦合,难以形成致密的保护性锈层,经过长时间的腐蚀过程,危害性最大;在NaHSO3介质中,外锈层元素富集,形成致密、稳定的保护性锈层;在除冰盐+NaHSO3混合介质中生成的锈层,其稳定性、致密性介于前两种介质中的锈层之间。     

新型Cu-Mo耐候钢在模拟海洋大气环境中的腐蚀行为

通过干、湿交替周期浸润实验、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、场发射电子探针(FE-EPMA)、X射线衍射(XRD)、Raman光谱以及电化学测试等技术，研究了新型Cu-Mo试验钢在模拟海洋大气中的长期腐蚀行为。结果表明，新型Cu-Mo试验钢的腐蚀过程可分为加速和减速两个阶段。腐蚀前期，以多边形铁素体和少量片层状珠光体为主的新型Cu-Mo试验钢的耐蚀性劣于以贝氏体-铁素体为主的含Cr耐候钢；长期腐蚀后期，新型Cu-Mo试验钢中Cu、Mo的富集和α-FeOOH的增加增强了锈层的防护性，使新型Cu-Mo试验钢的腐蚀速率大大降低，耐候性反而优于含Cr耐候钢。     

Q235 钢在模拟海洋大气环境中的耐蚀性研究

目的研究Q235钢在海洋大气环境中的耐蚀性能,分析近海环境下Q235钢的腐蚀机理。方法采用盐雾试验、恒温恒湿试验等,模拟海洋大气环境,研究不同温度、相对湿度、氯离子含量下Q235钢的腐蚀规律,并利用表观腐蚀形貌分析、金相分析及XRD等技术手段,分析对应的腐蚀形貌和腐蚀产物。结果模拟海洋大气环境下,Q235钢腐蚀速率随温度升高而增加。随着氯离子含量增加,Q235钢腐蚀速率先增加后减小,当Na Cl质量分数为1.75%时,其腐蚀速率最大。相对湿度增大可以加速Q235钢腐蚀,相对湿度大于85%后,其腐蚀速率急剧增大。盐雾环境下,Q235钢的腐蚀类型为点蚀,主要腐蚀产物为Fe2O3和Fe3O4。结论海洋大气环境下,温度、相对湿度、氯离子含量均为Q235钢腐蚀的重要影响因素,腐蚀危害表现为点蚀穿孔,需要采取表面防护措施。     

Q355NH钢的CCT曲线及早期耐蚀性能

通过膨胀曲线并结合金相硬度法,测量了Q355NH低碳耐候钢840 ℃奥氏体化后在不同冷速下的相变点,并绘制其CCT曲线,对试验钢不同冷却方式下的显微组织、力学性能和耐腐蚀性能进行研究。结果表明,Q355NH钢在0.1~10 ℃/s冷速范围内均可获得铁素体+珠光体组织。随着冷速的增大,屈服强度从炉冷的360 MPa提高到风冷的420 MPa。炉冷时组织中存在沿晶界析出的碳化物,风冷时珠光体数量和密度最高。炉冷和风冷条件下试样具有较低的腐蚀电位,盐雾腐蚀试验早期的质量损失较大。     

Ni对耐候钢在模拟海洋大气环境下耐蚀性的影响

通过周期浸润加速腐蚀实验,研究了不同Ni含量的耐候钢在模拟海洋大气环境下的腐蚀规律.采用失重法评价耐候钢的耐蚀性,并利用扫描电镜 (SEM),X射线衍射(XRD) 和电化学方法对耐候钢表面生成的锈层进行了分析.结果表明,随着Ni含量的增加实验钢的耐蚀性逐渐增加,当Ni含量超过3%(质量分数) 其耐蚀性较对比钢提高了两倍;Ni的存在能够提高实验钢的自腐蚀电位,并促进保护性腐蚀产物α-FeOOH的形成;电化学阻抗测试结果表明,实验钢中Ni含量越多,实验钢的电阻越大,锈层的保护性越好.     

经济型铁素体不锈钢与耐候钢异种金属接头的耐蚀性能

采用ER-309焊丝焊接了T4003与Q450NQR1耐候钢、Nirosta4003与Q450NQR1耐候钢两种异质接头,用金相方法分析了母材和接头的显微组织,通过盐雾腐蚀试验及电化学极化曲线测量对异种金属焊接接头的耐蚀性能进行了评价。结果表明,对T4003和Nirosta4003铁素体不锈钢同种金属所形成的焊接接头而言,焊缝的耐蚀性能均优于对应的母材,但热影响区的耐蚀性能变差。对T4003和Nirosta4003铁素体不锈钢与Q450NQR1耐候钢焊接形成的异质接头而言,焊缝的耐蚀性能下降。在盐雾状态下,同种金属焊接所形成的焊缝与母材的耐盐雾腐蚀性能水平相当,耐蚀性能较好;T4003和Nirosta4003不锈钢与Q450NQR1耐候钢焊接而成的异质接头腐蚀较为明显,尤其是耐候钢一侧的腐蚀较为严重,出现了大量的腐蚀坑。在异种金属所形成的焊接接头中,不锈钢母材、热影响区、焊缝以及耐候钢母材由于腐蚀电位差的不同形成原电池,致使耐候钢母材的腐蚀加剧。     

Q235钢在西沙大气环境中的初期腐蚀行为

在西沙群岛典型的高温、高湿和高盐分大气环境下对Q235钢进行了 1个月短期暴晒实验,利用扫描电镜、电子探针、激光拉曼和X射线衍射仪等观察分析了暴晒后样品的表面形貌、腐蚀产物成分和锈层元素分布。结果表明：Q235钢形成的锈层疏松多孔,多裂纹,对基体没有保护作用。由于Cl^-的侵蚀作用,锈层和基体之间发生氧化还原反应,加速了基体的腐蚀。碳钢在西沙暴晒1个月后外表层的腐蚀产物主要有：Fe₈(O,OH)₁₆Cl_1.3,Υ-FeOOH, β-FeOOH及少量α-FeOOH等,锈层内部不同位置的产物基本相同,主要为Fe₃O₄,Υ-Fe₂O₃以及少量的Υ-FeOOH、β-FeOOH等。     

Q235钢在煤浸出液中的腐蚀行为

采用离子色谱对某长焰煤浸出液进行了成分分析,用电化学阻抗谱和极化曲线研究了煤浸出液中离子含量和温度对Q235钢腐蚀的影响,用失重试验研究了Q235钢在不同转速和不同溶液中的腐蚀行为。结果表明:煤浸出液中主要的阳离子为Na~+和Ca~(2+),主要的阴离子为SO_4~(2-)和Cl~-;煤浸出液中离子含量增加和温度升高都会使Q235钢的耐蚀性降低;转速增大,Q235钢在煤浸出液中的腐蚀速率增大,当转速为60r/min时,Q235钢的腐蚀速率达到0.304 7mm/a,约为静态时的2.3倍;Cl-和SO_4~(2-)含量的增加都会促进Q235钢的腐蚀,SO_4~(2-)和Cl~-同时存在对Q235钢的侵蚀作用增强。     

耐酸性土壤腐蚀接地网用钢研究

采用硅藻土模拟法研究了Q235,A1和A2钢在模拟酸性土壤中的腐蚀行为,对比分析了材料的腐蚀失重,利用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等方法研究了材料的腐蚀形貌及腐蚀产物。结果表明,在模拟酸性土壤中,Q235,A1和A2钢周期360h的腐蚀速率别为0.48,0.14和0.097mm/a。碳层分析表明,降低碳含量有助于减少钢中的微电池腐蚀;Cr的加入可以提高基体的自腐蚀电位;腐蚀后内锈层位置Cr的富集可以提高锈层的致密性,并改变点蚀的扩展方式;3种材料主要腐蚀产物均为α-FeOOH,γ-FeOOH和Fe3O4,其中A1和A2钢内锈层腐蚀产物中α-FeOOH比例增大,其α/γ-FeOOH比值约为Q235的10倍,腐蚀产物保护性更优。     

Q500qENH耐候桥梁钢在模拟工业大气环境中的腐蚀行为

通过周期浸润腐蚀试验对比研究了鞍钢生产的耐候桥梁钢Q500qENH和传统耐候钢09CuPCrNi在模拟工业大气环境中的腐蚀行为,并采用腐蚀形貌观察和电化学测试等手段对其腐蚀行为进行了分析。结果表明:显微组织和化学成分对钢基体的耐蚀性均具有一定影响,当保护性锈层形成后,耐蚀性主要取决于锈层的保护作用;周期浸润腐蚀试验结果和带锈试样的电化学阻抗谱、线性极化曲线分析表明Q500qENH钢耐工业大气腐蚀的能力优于09CuPCrNi钢的。     

固溶温度及时间对高氮不锈钢耐蚀性能的影响

使用真空感应炉+电渣重熔炉在0.08 MPa下制备了氮含量0.54%的高氮无镍奥氏体不锈钢,热轧后分别在800、900、1000、1100、1200 ℃下保温不同时间,研究在不同固溶工艺下试验钢的显微组织和耐蚀性。采用动电位极化曲线研究不同固溶工艺下高氮不锈钢在3.5%NaCl溶液中的耐蚀性能,并在6%FeCl₃溶液中浸泡8 d后计算其质量损失率和腐蚀速率。结果表明,固溶对高氮不锈钢组织及耐蚀性能的影响很大,经1000、1100 ℃热处理后的试验钢为单一的奥氏体组织;未经热处理和经800、900 ℃热处理的试验钢组织中存在析出相Cr₂N;经1200 ℃热处理的试验钢从奥氏体中析出了铁素体组织;1100 ℃下保温1 h的试验钢耐蚀性最好,腐蚀速率仅为1.35×10^-5 g·cm^-2·h^-1;800 ℃保温3 h后试验钢的耐蚀性最差,腐蚀速率高达8.18×10^-4 g·cm^-2·h^-1;而316L不锈钢的耐蚀性能介于两者之间,腐蚀速率为1.24×10^-4 g·cm^-2·h^-1。