E36钢的海水腐蚀模拟试验研究

青岛海域投样初期的24 h内,电联接长尺试样上的阴阳极交错出现,并非潮差区为阴极,海水全浸区为阳极,与公认的氧浓差电池引起潮差区钢样受阴极保护之说不相符.在试验室内用人造海水和3%NaCl溶液模拟潮差区钢样的腐蚀环境,对干湿交替试样与全浸试样间的电偶电流进行了研究,探讨了潮差区钢样受阴极保护的原因.结果表明:潮差区试样表面锈层由FeOOH和Fe_3O_4组成,海水全浸区试样表面锈层由FeOOH组成,这种锈层结构的差异直接产生了试样间的腐蚀电位差,使潮差区的钢样受到了阴极保护,最终导致长尺试样在潮差区的腐蚀速率降低.     

热轧高Ni高强钢的表面晶界特征和电化学行为

采用EBSD技术和原子力显微镜(AFM)测试了10CrNi5Mo高强钢热轧态和热处理态试样的表面晶界分布特征和微观形貌, 用模拟海水全浸实验方法及电化学阻抗谱技术测试了10CrNi5Mo高强钢在模拟海水中的腐蚀行为。结果表明: 热轧态试样表面具有更高比例的小角度晶界, 经硝酸酒精腐蚀后热处理态试样表面腐蚀更为均匀, 粗糙度更小。进行模拟海水全浸实验时热轧态试样呈现出更好的耐腐蚀性能, 浸泡中期阻抗值增大, 表面腐蚀产物与基体结合更为紧密, 能保护基体防止其与溶液发生电化学反应。     

低合金耐候钢在周期性交替条件下的腐蚀行为

用去离子水和3.5%NaCl模拟和缓与苛刻的腐蚀环境,进行腐蚀环境交替变换的实验研究低合金耐候钢的大气腐蚀行为。结果表明,在和缓或苛刻的单一腐蚀条件下低合金耐候钢都不易形成致密的锈层,但交替腐蚀1个周期后,形成了敛密的保护性锈层。在初期腐蚀环境苛刻、后期腐蚀环境和缓的试验条件下,与相反的试验条件相比,耐候钢能更快地形成更致密的锈层。     

不同阴阳极面积比下X80钢在满洲里土壤中的腐蚀行为

为探索阴阳极面积比对X80钢腐蚀行为的影响,采用动电位极化和交流阻抗技术研究了X80管线钢在满洲里土壤模拟溶液中的腐蚀行为,利用金相显微镜观察了不同阴阳极面积比时X80钢的腐蚀形貌.结果表明:不同阴阳极面积比时X80钢在满洲里土壤模拟溶液中的极化曲线呈现典型的活性溶解特征,在有氧和无氧条件下的极化曲线中阳极区基本重合,阴极区有明显差异,整个电极过程受阴极反应介质扩散控制;交流阻抗谱(EIS)由高频区容抗弧和低频区Warburg阻抗组成,Warburg阻抗的出现也表明电极过程受扩散控制;在较小阴阳极面积比时,腐蚀速率受面积比改变的影响较小,阴阳极面积比达到8.0之后继续增加时,金属腐蚀速率快速增大.     

浓差电池法用于铝液脱测氢的研究

利用固相反应法制备了纯度较高、粒度较小的CaZr_0.9In_0.1O_3-α质子导体管, 将其作为电解质组装成浓差电池型氢泵和氢传感器, 并对760℃铝液进行了脱氢过程和氢含量的测定, 研究了氢传感器的探头组装方式、参比气体流量和压力等对电动势曲线和阻抗谱的影响, 以及氢泵在改善物理条件下的脱氢效果。结果表明: 倒置式探头的电动势曲线变化较平滑, 约经13 min达到较稳定状态, 其传感性能优于正置式探头; 参比气体的流量或压力增加时, 电动势也将随之迅速增大, 其原因与电动势受Nernst方程控制有关, 反之则减小。同时, 参比气体流量的增加, 会延长电动势达到平衡所需的时间, 并使电极/电解质界面的电荷转移电阻降低。因此, 为了获得快速、准确的测氢结果, 组装传感器时探头应倒置, 并根据气体管路特点, 确定合适的参比气体流量并对其进行精确控制。此外, 实验证明了浓差电池型氢泵在铝液脱氢方面具有可行性和实用价值, 有深入研究的必要。     

在盐湖地区暴露48个月纯锌的腐蚀行为

采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、金相显微镜和电化学阻抗等手段研究了锌在青海盐湖大气环境(富盐干旱型大气环境)中的腐蚀行为。结果表明,在青海盐湖大气环境中锌的腐蚀规律遵循经验公式m=Atn。锌的向地面比向天面腐蚀严重,向天面暴晒48个月出现锈层脱落现象。两个表面的腐蚀产物均由Zn5(OH)8Cl2·H2O,Zn5(CO)3(OH)6和Zn4SO4(OH)6·3H2O组成,锈层均富含SiO2。电化学结果表明,随着暴晒时间的延长向地面的极化电阻Rp逐渐增大,而向天面的Rp逐渐增加,而暴晒48个月时减小。锈层有抑制基体腐蚀的作用,对两个表面锈层的保护性随暴晒时间的延长而增大,而向天面暴晒48个月时保护性减弱。     

用电化学噪声技术研究Q235钢在含氯盐模拟混凝土孔隙液中的腐蚀行为

采用电化学噪声技术(EN)和电化学阻抗谱(EIS)研究了Q235钢在0.5 mol/L NaCl的饱和Ca(OH)₂溶液(SCP)中的腐蚀过程,并对噪声数据进行时域分析与频域分析,对阻抗谱数据进行等效电路分析。采用SEM结合EDS和XRD研究了Q235钢的表面形貌和结构组成。结果表明,Q235钢在SCP溶液中的腐蚀过程可分为钝化膜的形成与破裂阶段(Ⅰ)、亚稳态点蚀阶段(Ⅱ)和Ca²⁺沉积和腐蚀产物形成阶段(Ⅲ)。在(Ⅰ)阶段,电流噪声的波动幅值较小,电流噪声标准偏差S_I、白噪声水平W_I较小、噪声电阻R_n较大;在(Ⅱ)阶段,电流噪声波动幅值较大,S_I、W_I呈现阶跃式增长,R_n显著降低;在(Ⅲ)阶段,电流噪声波动幅值增大到200 nA,S_I、W_I、R_n平稳波动。Q235钢在SCP溶液中腐蚀10 d后在其表面出现Fe₂O₃和弥散分布的CaCO₃晶体,此时阻抗谱中出现类Warburg阻抗,腐蚀反应受电荷转移和O₂扩散的联合控制。     

Q345q桥梁钢和Q345qNH耐候钢在模拟工业大气+除冰盐混合介质中的腐蚀行为

采用干湿循环加速腐蚀实验,研究了Q345qNH耐候钢和Q345q桥梁钢在模拟西北地区工业大气环境的腐蚀介质(除冰盐+0.01 mol/L NaHSO₃)中的腐蚀行为。用失重法研究了两种钢的腐蚀动力学曲线,并使用XRD、SEM 和电化学工作站等手段分析了两种钢腐蚀不同时间后锈层的物相、形貌结构及其电化学特性。结果表明：在除冰盐+NaHSO₃的混合介质中,Q345qNH钢腐蚀100 h前的失重稍大于Q345q钢,腐蚀100 h后桥梁钢的失重量明显大于耐候钢;两种钢的腐蚀产物均由α-FeOOH,β-FeOOH,γ-FeOOH,Fe₂O₃,Fe₃O₄和FeOCl构成,但是Q345q钢中生成的不稳定β-FeOOH和FeOCl的含量明显高于Q345qNH钢,锈层的稳定性降低;随着腐蚀时间的延长两种钢锈层的自腐蚀电位均增大,自腐蚀电流密度均波动性减小,Q345qNH耐候钢的自腐蚀电位增大的速度高于Q345q钢,腐蚀后期其锈层的保护性优于普通桥梁钢。两种钢在混合介质中的腐蚀行为受多离子的耦合效应影响,锈层的致密性因β-FeOOH和FeOCl等不稳定腐蚀产物的生成而降低,但是仍有一定的保护性。Q345qNH耐候钢在除冰盐+0.01 mol/L NaHSO₃混合介质中的耐蚀性优于Q345q普通桥梁钢。     

原位阻抗谱研究β相对镁-铝合金初期大气腐蚀行为的作用

采用原位电化学阻抗(EIS)技术研究了薄液膜条件下β相对镁铝合金初期腐蚀行为的影响。结果表明由NaCl诱发的镁合金初期大气腐蚀,β相起到了关键作用。在早期的10 h内,β相体积分数较多的镁合金对应阻抗谱的电荷转移电阻比较大,表明其腐蚀速率较慢,这是由于镁合金中β相相对耐蚀。但在高浓度Cl~-作用下,随暴露时间的延长,一旦突破合金表面β相的阻碍后电荷转移电阻明显下降,腐蚀速率加快。β相体积分数较少的镁合金随着暴露时间的延长,腐蚀产物膜的保护性明显优于β相体积分数较多的镁合金,这有助于减缓β相体积分数较少的镁合金基体在暴露后期的腐蚀速率。     

NZ2合金在不同介质中腐蚀后氧化膜的晶体结构

通过分析NZ2合金在360℃、18.6MPa含锂水和400℃、10.3MPa蒸汽中腐蚀后氧化膜的晶体结构,研究了腐蚀过程中氧化膜晶体结构的转变及其对锆合金耐腐蚀性能的影响.结果表明:NZ2合金腐蚀后氧化膜的结构以单斜氧化锆为主,还有一定量畸变了的四方氧化锆.四方氧化锆主要由氧化膜内的压应力稳定.随着腐蚀时间的延长,氧化膜与金属间的界面向前推进,当氧化锆中的压应力不足以稳定四方相时,四方氧化锫转变为单斜氧化锆.从氧化膜与金属间的界面到氧化膜的外表面,四方相的含量不断降低,界面处的四方相含量最高.NZ2合金在360℃含锂水中腐蚀时,氧化膜内四方相向单斜相的转变速度比在400℃蒸汽中腐蚀时四方相向单斜相的转变速度低得多.四方相向单斜相的转变是决定锆合金抗腐蚀性能的主要因素,四方相转变得越快,其含量越低,腐蚀速率越高.