不同液膜厚度下电偶腐蚀当量折算研究

搭建薄液膜厚度测量与控制装置,采用微距参比电极后置法组建三电极体系,测量了在3.5%(质量分数,下同)NaCl不同液膜厚度下2024铝合金和TA15钛合金极化曲线和电偶电流,得到了不同厚度液膜下两种材料的电化学动力学参数;建立了基于薄壳电流分布的Comsol腐蚀仿真模型,得出了不同液膜厚度下的电偶电流以及电偶腐蚀与无电偶腐蚀时的当量折算系数。结果表明,利用仿真模型得到的电偶电流值与试验值吻合较好,50μm液膜厚度下的电偶电流约是溶液状态的25倍,随着液膜厚度的增大,电偶电流的下降速度逐渐增大,当液膜厚度达到1 000μm时,电偶电流趋近于溶液状态;50μm和100μm液膜厚度下电偶腐蚀折算系数约为无电偶状态下的5倍,当液膜厚度超过100μm时,折算系数急剧下降,到1 000μm时无论有无电偶腐蚀其折算系数均基本趋于1。     

模拟沿海大气环境下铝合金搭接件电偶腐蚀行为研究

铝合金搭接结构材料2A12与螺栓材料ML30CrMnSiA因存在电位差,在沿海潮湿的大气环境中服役时会发生电偶腐蚀。采用自制实验装置模拟沿海大气环境,通过电化学极化曲线测试法分别测量铝合金材料和螺栓材料在0.5mm厚液膜下的边界值,运用数值仿真软件BEASY对搭接件表面偶合后的电位、电流密度分布及腐蚀速率进行模拟计算。研究结果表明,铝合金板2A12与螺栓搭接后作为偶对阳极电位正移:与螺栓直接接触的位置,阳极极化程度最高,电偶腐蚀速率最大;随与螺栓距离增大,铝合金板的电偶腐蚀速率向两侧递减。     

7050铝合金在海洋大气中的接触腐蚀防护研究

通过在海南开展的7050铝合金为期1年的户外大气暴露试验,并利用单侧容限因数法、概率统计T检验、形貌观察和EDX等手段研究了不同表面状态、连接状态的7050铝合金在海洋大气环境中的腐蚀特征和防护措施。研究表明:表面阳极化处理的7050铝合金的腐蚀是以点蚀萌生为主,特别是在与TC18钛合金连接处腐蚀比较集中;从T检验的结果得知,无论7050铝合金涂漆与否、装配与否,海洋大气腐蚀对疲劳寿命都有显著影响;涂漆和胶结装配可在一定程度上降低大气腐蚀和电偶腐蚀对7050铝合金的影响。     

模拟微区法研究2024铝合金表面膦酸的自组装及缓蚀行为

在2024合金微区成分分析的基础上,通过粉末冶金法制备模拟AlCuMg偏析相以及模拟基体合金,通过动电位扫描、开路电位监测、电偶电流测试,并结合扫描电子显微镜观察,研究十四烷基膦酸在2024合金以及模拟微区合金表面的自组装行为和缓蚀性能。实验结果表明膦酸在模拟基体和富铜相表面均能吸附成膜,2024合金表面吸附膜的微区分布与偏析相和基体之间的电偶效应有关。偏析相区域获得自组装膜保护是抑制铝合金局部腐蚀的关键。     

丝束电极技术研究流体对不锈钢/碳钢电偶腐蚀非均匀性行为的影响

目前,有关流体对电偶腐蚀非均性的影响的研究还鲜有报道。采用丝束电极技术研究了不锈钢/碳钢电偶在模拟流动海水中的电偶腐蚀行为。结果表明:静止条件下碳钢表面大部分区域表现为阳极电流,小部分为阴极电流;随流速增大,阳极区域扩大至整个表面,表现为全面腐蚀,且非均匀程度有所增加;腐蚀形貌观察表明,静止条件下碳钢表面大部分发生腐蚀,而处于阴极区的丝束没有明显锈蚀;流动条件下表面覆盖较厚的黄褐色锈蚀,其结果与丝束电极的电流分布一致,证明了电偶腐蚀过程中的非均匀性。     

超级13Cr和P110油管钢在NaCl溶液中电偶腐蚀行为的研究

采用电化学方法研究了超级13Cr-P110钢偶对在NaCl溶液中的电偶腐蚀行为,测试了开路电位、电偶电流和电偶电位,采用SEM、EDS和XRD分别对腐蚀形貌和产物进行了表征。结果表明,超级13Cr和P110钢在NaCl溶液中存在明显的电位差,两者偶接时超级13Cr作为阴极被保护,而P110钢作为阳极被加速腐蚀,该电偶对产生的电偶电流密度会形成严重的电偶腐蚀,随着Sc/Sa的增大,电偶电流明显增大,阳极的腐蚀程度加重,腐蚀产物为氧化物,腐蚀破坏的形式由腐蚀产物疏松转变为腐蚀膜层开裂形成的片层状脱落。     

海水问浸下45钢／BIO电偶对的电化学研究

海水干湿交替的间浸环境会加速电极表面的腐蚀。采用动电位极化、电化学交流阻抗（EIS）及激光拉曼光谱等分析方法研究了45钢／BIO电偶对在海水间浸工况下的腐蚀及其产物。并与海水全浸进行对比。结果显示：45钢电偶对在海水间浸下的腐蚀较严重,B10电偶对在海水间浸下的腐蚀速率较大,生成的腐蚀产物膜较厚;45钢电偶对锈层在海水全浸下的主要成分是Ot—Fe2O3和α-FeOOH,在海水间浸下的主要成分是a—Fe203和γ-FeOOH;B10电偶对锈层在2种工况下的主要成分有CuO,Cu2O和CuCO3·Cu（OH）2。结果表明,电偶对在海水间浸环境下的腐蚀较严重,这主要与电极表面的状态变化有关。     

海水间浸下45钢/B10电偶对的电化学研究

海水干湿交替的间浸环境会加速电极表面的腐蚀。采用动电位极化、电化学交流阻抗(EIS)及激光拉曼光谱等分析方法研究了45钢/B10电偶对在海水间浸工况下的腐蚀及其产物,并与海水全浸进行对比。结果显示:45钢电偶对在海水间浸下的腐蚀较严重,B10电偶对在海水间浸下的腐蚀速率较大,生成的腐蚀产物膜较厚;45钢电偶对锈层在海水全浸下的主要成分是α-Fe2O3和α-FeOOH,在海水间浸下的主要成分是α-Fe2O3和γ-FeOOH;B10电偶对锈层在2种工况下的主要成分有CuO,Cu2O和CuCO3.Cu(OH)2。结果表明,电偶对在海水间浸环境下的腐蚀较严重,这主要与电极表面的状态变化有关。     

碳钢焊缝在混凝土孔隙液中的优先腐蚀行为与亚硝酸盐缓蚀剂作用效果

通过8通道耦合阵列多电极系统以及腐蚀试片的浸泡实验研究了碳钢焊缝在模拟混凝土孔隙液中的腐蚀行为以及亚硝酸盐缓蚀剂的作用效果。通过测量开路电位、耦合电位以及电偶电流观测焊缝区域(Weld metal)、热影响区域(Heat affected zone)与母材区域(Base metal)之间的电偶腐蚀以及亚硝酸盐缓蚀剂对焊缝部位的作用效果。耦合阵列多电极系统以及腐蚀试片的浸泡实验结果共同表明,在含有Cl-的模拟混凝土孔隙液中,Q235的WM及其附近区域会发生优先腐蚀。同时,亚硝酸盐缓蚀剂能够明显减小不同区域之间的电偶电流,从而减小焊缝处的局部腐蚀风险。     

NaCl溶液中氯离子浓度对铝合金电偶腐蚀的影响

测定了铝合金与Ａ３钢在含不同ＮａＣｌ溶液中偶合时的电偶电流，电位，铝合金阳极的极化电阻，表面比电阻和孔蚀电位。研究了Ｃｌ＾－浓度对阳极溶解行为的影响。结果表明，在一个临界Ｃｌ＾－浓度区域内，浓度增大，电偶电流变化很小，极化电阻，表面比电阻和孔蚀电位的变化也较小；Ｃｌ＾－浓度低于或高于临界区时，随浓度增大，电偶电流增大，极化电阻和表面比电阻减小，孔蚀电位变负。     

TA15钛合金与铝合金和结构钢接触腐蚀与防护研究

通过测定TA15钛合金与铝合金和结构钢组成的电偶对的电偶电流的方法,研究了TA15钛合金在使用中与铝合金和结构钢接触时产生电偶腐蚀的敏感性.结果表明:TA15钛合金与铝合金和30CrMnSiA钢接触时会产生严重的电偶腐蚀,必须进行防护处理方可使用;与30CrMnSiNi2A钢接触产生的电偶腐蚀比较轻微.对铝合金和结构钢进行表面处理可以降低电偶腐蚀敏感性,表面处理后喷涂底漆可进一步降低电偶腐蚀敏感性.     

采用丝束电极研究金属镍的快速电沉积行为

采用丝束电极(铜质和铁质)研究了金属镍的快速电沉积行为。研究表明，丝束电极表面存在腐蚀电位分布的不均匀性，经电沉积处理的丝束电极表面，也存在腐蚀电位分布的不均匀性。探讨了不同材质的丝束电极和不同镀液对金属镍的快速电沉积行为的影响。     

舰船铜合金海水管路铁基牺牲阳极阴极保护研究

采用电化学测试、电偶腐蚀试验和腐蚀仿真计算方法综合研究了铁基牺牲阳极在海水环境下对铜合金管路提供阴极保护的效果。研究结果表明,海水环境下铁合金牺牲阳极与铜合金开路电位差值合理,在提供充分的阴极保护驱动电位的前提下,能够有效降低阳极材料的溶解速率,比锌合金阳极更适合于铜合金的阴极保护;铁基牺牲阳极在铜合金管路阴极保护过程中,保护电流发散受管路尺寸影响,一般可保护10倍管径范围区域。研究成果对于提高海水环境下铜合金管路的腐蚀安全性具有参考意义,具有良好的工程应用价值。     

哈氏C-276合金与16MnR钢在盐酸中的电偶腐蚀行为

石化厂急冷塔中的哈氏C-276合金和16MnR钢易形成电偶对,在塔中HCl气氛下发生腐蚀。测定了哈氏C-276合金与16MnR钢在10%盐酸中的自腐蚀速率、电偶腐蚀速率和稳态极化曲线,探讨了偶接时间、阴阳极面积比、环境温度及腐蚀液流速对阳极电流密度的影响。结果表明:2种金属偶接后,阴极哈氏C-276合金腐蚀速率得到抑制,阳极16MnR钢腐蚀速率急剧增大;2种金属自腐蚀电位相差超过200 mV,电偶电位接近16MnR钢的自腐蚀电位;随偶接时间延长,电偶电流不断衰减,24 h后趋于稳定;阳极电流密度随阴阳极面积比增大、温度升高而增大,但呈非线性增长,一定程度后增长趋势变缓;流动的腐蚀液中的阳极电流密度大于静止腐蚀液中的。     

压铸镁合金在防冻液中的电偶腐蚀规律研究

研究了压铸AZ91D镁合金分别与A3钢、H62黄铜、LF21铝合金及356号铸铝偶接后在80 ℃汽车防冻液中的电偶腐蚀行为及规律.自然腐蚀电位、电偶电位和电偶电流的测量结果表明,压铸AZ91D镁合金在与上述4种材料构成的电偶对中始终是阳极,且电偶腐蚀的阳极过程在该体系中受到较大的阻滞.电偶腐蚀效应的分析结果表明AZ91D与4种材料偶接后其阳极溶解速度较其未偶接前上升不超过1个数量级,且4种电偶对的电偶腐蚀效应存在如下相对关系:γ356号铸铝＜γLF21＜γH62＜γA3.     

电流分布测定装置及其在腐蚀研究中的应用

介绍了一种微型计算机控制的用于测定全浸在电解液中平板试样上电流分布的装置:通过两根鲁金(Luggin)管探头扫描,测定溶液内靠近并平行于试样表面的平面上水平和垂直方向的电位变化。两根探头联到一台微型计算机输入端,以分析电流分布并在CRT显示器上显示出电流图。本装置已用于研究典型的电偶腐蚀和点蚀。铜-锌电偶试样上面得到的电流图表明,沿铜-锌分界处锌急剧溶解。由工业铝上得到的电流图随时间的变化清楚地证实了点蚀的发生和增长过程。因此,本研究中研制的这台测定装置可以广泛地用于现场测定局部腐蚀电流,以及查明试样上的腐蚀位置。     

磁场对AZ31B镁合金在2种浓度NaCl溶液中腐蚀特性的影响

为了研究磁场对AZ31B镁合金在2种不同浓度的NaCl溶液中腐蚀行为的影响,采用COMSOL分析磁场在电化学反应体系中的磁场强度分布,考察了磁场环境对AZ31B镁合金在0.1 mol/L和1.0 mol/L NaCl溶液中动电位极化和电化学阻抗的影响.结果 表明:通过仿真加入400 mT平行磁场后,镁合金表面磁场强度分布不均匀.在0.1 mol/L NaCl溶液中施加400 mT平行磁场后,AZ31B镁合金自腐蚀电位升高,腐蚀电流降低,点蚀数量减小,镁合金在低浓度NaCl溶液中的腐蚀速率被抑制.在1.0 mol/L NaCl溶液中施加400 mT磁场后,AZ31B镁合金自腐蚀电位负移,腐蚀电流升高,点蚀数量增加,连接在一起并出现钝化膜破裂,镁合金在高浓度NaCl溶液中的腐蚀速率得到提高.     

温度对金属紧固件与碳纤维／环氧复合材料的电偶腐蚀影响的研究

应用电化学方法研究了碳纤维/环氧复合材料与TC6钛合金、LC4铝合金、30CrMnSiNi2A合金钢的电偶腐蚀行为。在20～60℃温度范围内研究了温度对各偶对的电偶电位及电偶电流的影响。比较了各种紧固件金属材料与碳纤维复合材料构成偶对时的电偶腐蚀性能。     

表面处理对TC21钛合金与铝合金和钢电偶腐蚀行为的影响

通过测定TC21钛合金与铝合金和钢电偶电流的方法,研究了TC21钛合金与铝合金和钢在使用接触时发生电偶腐蚀的敏感性.结果表明:TC21钛合金与铝合金和钢形成的电偶对极易发生电偶腐蚀,不能直接接触使用;对钛合金和铝合金分别进行阳极氧化处理可以在一定程度降低电偶腐蚀敏感性.TC21钛合金与钢形成的电偶对,电偶腐蚀行为与钢的成分有很大关系,对钛合金进行阳极氧化处理,对钢进行镀镉或镀镉-钛处理可以提高表面抗腐蚀性能,降低电偶腐蚀敏感性.当TC21钛合金与铝合金和钢接触使用时,必须采取有效的防护措施.     

化学转化工艺对TC4钛合金表面性能及电偶腐蚀性能的影响

研究了不同化学转化工艺对钛合金表面膜形貌、膜成分、漆层结合力、与铝合金电偶腐蚀的影响。采用波音公司钛合金表面处理工艺(BAC5861)和中国航发北京航空材料研究院研制的RT5-1和RN5-1工艺在钛合金表面制备转化膜,用电偶腐蚀测试仪评价钛合金与铝合金的电偶腐蚀程度,交叉划格法评价漆层结合力。BAC5861处理的钛合金表面转化膜由Na3TiOF5组成。经BAC5861、RT5-1和RN5-1处理的钛合金表面与环氧树脂漆的结合力等级分别为9,10和6级,与未处理铝合金的电偶腐蚀敏感度分别为D,D,C级。结果表明,RT5-1和BAC5861工艺能明显提高钛合金基体与漆层的结合力,RN5-1工艺能有效降低钛合金与铝合金的电偶腐蚀敏感性,综合防电偶腐蚀和漆层结合力性能,RT5-1工艺优于RN5-1工艺和BAC5861工艺。