8407钢渗铝氧化处理形成的氧化膜组织与结构

对渗铝后的8407钢试样进行常温硬质阳极氧化处理,使其表面形成氧化膜。通过金相显微镜观察氧化膜横截面组织,并探讨了氧化膜的形成机制;采用扫描电镜观察氧化膜表面形貌,并检测氧化膜沿厚度方向的化学成分及其分布;利用X射线衍射仪对氧化膜相组成进行分析。结果表明,渗铝8407钢经过常温硬质阳极氧化后,试样表面分为3层,从基体向外侧依次为基体、渗层、氧化膜。氧化膜连续致密,厚度均匀,与基体结合紧密,其主要成分为O、Al和Fe,且各元素分布均匀,主要相组成为Fe3O4和Al2O3。     

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.      

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.     

热带雨林地区碳钢和低合金钢的腐蚀规律

在西双版纳热带雨林地区进行了两年的大气暴露腐蚀试验。结果表明：碳钢（Q235）的腐蚀相对较严重，低合金钢（09CuPTiRe、10CrNiCuP）的腐蚀相对较轻，表现出较好的耐蚀性。3种钢的腐蚀产物相同，主要为γ－FeOOH、Fe3O4和α－FeOOH，但锈层的致密性不同，其腐蚀属于潮湿的大气腐蚀。     

输电铁塔用Q355BNH耐候角钢在大气环境中的腐蚀行为

通过微观组织及力学性能分析、大气腐蚀失重速率计算、表面锈层形貌观察、锈层截面电子探针元素分析等方法，对添加Ni、Cr、Cu耐候元素的输电输电铁塔用Q355BNH耐候角钢在大气环境中的腐蚀行为进行了研究，并与普通碳钢进行了对比。研究表明，两种试验钢均为珠光体+铁素体组织，并且Q355BNH试验钢组织更加均匀规整；Q355BNH试验钢抗拉强度为559 MPa,屈服强度为443 MPa,断后伸长率为31.3%,断面收缩率为74.1%,性能略高于对比试验钢；添加耐候元素后，Q355BNH在大气环境中1～2月周期下的腐蚀速率要高于对比钢，之后腐蚀速率降低，元素分析表明Q355BNH试验钢能更快地形成Cr元素富集的致密性锈层，对基体的保护作用更好，之后周期内两种试验钢的腐蚀速率均趋于稳定；Q355BNH试验钢的锈层表面形貌中裂纹、孔洞的程度较轻，平整度与致密度更高，即锈层阻碍基体进一步被侵蚀的能力更强，具有更好的耐大气腐蚀能力；Q355BNH试验钢的锈层截面更加均匀，致密性更高。     

铜对碳钢耐大气腐蚀性能的影响

通过实验室干湿周浸加速腐蚀试验，研究了模拟工业大气环境下，合金元素Cu对碳钢耐腐蚀性能的影响。利用XRD测定腐蚀产物的相组成，通过SEM观察腐蚀试样表面及截面形貌。结合失重法及电化学方法对Cu提高碳钢耐腐蚀性能的机理进行研究分析。结果表明：Cu对碳钢耐腐蚀性能具有明显的促进作用，添加025％的Cu使碳钢的腐蚀速率明显下降，腐蚀抗力平均提高65％以上，含铜钢的腐蚀产物主要由稳定的aαFeOOH及少量γ-FeOOH构成，锈层较碳钢锈层更加致密，腐蚀电流较小。     

双辉法等离子渗镀TiN层及耐磨和耐蚀性能的研究

一种利用双层辉光等离子溅射直接复合渗镀合成TiN渗镀层的新工艺方法。该TiN渗镀层表面形貌为‘胞状’组织,颗粒致密均匀,表面为金黄色。TiN渗镀层由TiN颗粒均匀分布的扩散层及表面TiN沉积层组成,渗镀层厚度可达16μm,与基体形成固态冶金层,结合强度高,表面平均显微硬度为3120 HV。对该TiN渗镀层试样,未处理的Q235钢试样,T10淬火+回火试样和3Cr13渗氮试样在相同的条件下进行了耐磨性试验;将该渗镀层试样与未处理的Q235钢和1Crl8Ni9Ti不锈钢试样在1 mo.lL-1H2SO4溶液和3.5%的NaCl溶液中,分别进行了电化学腐蚀对比试验。结果表明:在相同的条件下,TiN渗镀层相对磨损速度最小,耐磨性较未处理的Q235钢试样提高7.81倍,较T10淬火+回火试样提高5.625倍,较3Cr13渗氮试样提高7倍;在浓度为1 mol.L-1的H2SO4溶液中,TiN渗镀层耐腐蚀性能比未处理的Q235钢提高了11.5倍,比1Crl8Ni9Ti不锈钢提高了2.65倍。在浓度为3.5%的NaCl溶液中,TiN渗镀层的耐腐蚀性能比未处理的Q235钢提高11.3倍,但比1Crl8Ni9Ti不锈钢耐蚀性能稍差。     

Ce在P92钢Ni_2Al_3/Ni复合涂层中的作用

采用电镀镍、含稀土低温包埋渗铝的方法,在P92钢表面制备出稀土Ni-Al化合物复合涂层,以提高其高温抗氧化性。通过OM,对不同稀土含量P92钢Ni-Al化合物复合涂层进行观察及分析;借助SEM,研究涂层的形貌及元素分布;利用XRD,对涂层进行物相分析。结果表明,P92钢镀镍后经650℃×8 h稀土包埋渗铝,得到的涂层为Ni与Ni2Al3的双层复合结构;当渗铝剂中添加无水Ce Cl3为2%时,涂层结合紧密,厚度均匀,无明显缺陷,涂层中渗铝层厚度为21μm~23μm;渗铝剂中添加过量的稀土,会恶化渗铝层质量出现漏渗等现象。     

Q235钢在实际土壤与模拟溶液中的腐蚀行为

对比分析了Q235钢在实际土壤和模拟溶液中的腐蚀行为,计算了其腐蚀失重,利用SEM和XRD方法分析了两种腐蚀介质中Q235钢的锈层形貌、物相结构及相对含量,并分析了不同介质中材料的极化曲线。结果表明:Q235钢在两种不同腐蚀介质中的腐蚀行为存在较大差异。Q235钢在模拟溶液中的腐蚀速率远高于实际土壤,至周期360h达到0.413mm/a,约为实际土壤的4.5倍;Q235钢在实际土壤中呈蚀斑相连长大扩展的腐蚀形貌,其腐蚀产物为α-FeOOH、γ-FeOOH、Fe3O4和Fe2O3;模拟溶液中试样为均匀腐蚀形貌,阴极过程主要受析氢控制;随腐蚀周期的延长,内锈层中生成结晶性良好的Fe3O4,降低了试样的腐蚀速率。     

组织对低碳高铬钢腐蚀行为的影响

通过中试冶炼、轧制、轧后淬火获得了2种组织形态的低碳高铬钢(5Cr钢,铬的质量分数为5%),采用光学显微镜OM、扫描电镜SEM、XRD、干湿交替实验机、电化学测试等方法研究其相对腐蚀速率,并与Q235碳钢进行比较。结果表明:试样在2%(质量分数)NaCl溶液中周期浸润腐蚀72h后,5Cr钢的不同的组织形态对耐氯离子腐蚀性能影响较大。腐蚀速率的大小为:轧材空冷工艺获得B+M+F复相组织的5Cr钢淬火工艺获得马氏体组织的5Cr钢Q235碳钢;马氏体使得5Cr钢的自腐蚀电位Ecorr高于复相组织。含铬钢锈层中存在铬的氧化物、羟基氧化物、铁的氧化物的分层现象,其中铬的富集最高值(质量分数)为17%,最低为1%。淬火工艺获得的板条马氏体使得低碳中铬钢自腐蚀电位的正移以及γ-FeOOH与α-FeOOH等腐蚀产物的形成,而轧材腐蚀性能较差的主要原因可能为B+F等复相组织的转变以及含铬钢本身"逆反"现象的缘故。     

纯铜表面催渗渗铝及弥散强化研究

提出了用稀土合金CeCl3进行催渗的纯铜渗铝技术。采用渗铝—内氧化技术制备了Al2O3表面弥散铜基导电材料。研究了CeCl3合金催渗对渗铝层的影响和表面弥散层的显微组织及有关性能。结果表明:利用稀土合金CeCl3催渗的纯铜渗铝试样渗层厚度远高于同等工艺参数下未催渗的纯铜渗铝试样。内氧化后,能在渗铝层形成Al2O3弥散硬化层。     

Q355耐候钢加速腐蚀锈层演变规律研究

利用加速腐蚀试验,对Q345低合金钢和Q355耐候钢不同时间腐蚀后试样的锈层形貌及腐蚀产物进行对比分析,结果表明:两种试验钢的锈层均主要由α-Fe OOH、γ-Fe OOH和Fe2O3组成,随着腐蚀时间延长,α-Fe OOH、γ-Fe OOH含量逐渐增加,Fe2O3含量逐渐降低,锈层颜色呈现黑色→红色→黄棕色的变化规律。与低合金钢相比,耐候钢锈层中α-Fe OOH含量在不同时间腐蚀后均比低合金试验钢高,并较早由不连续块/片状逐渐长大发展成连续/致密的针状或片状物,孔洞少且较致密平整,附着力强,不易脱落。耐候钢的腐蚀率明显低于低合金钢,且在试验涉及的腐蚀时间内变化不大。     

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、Fe₂O₃及Fe₃O₄,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.      

铝合金压铸用模具钢表面的渗铝氧化处理

对8407模具钢试样进行热浸渗铝,在试样表面形成了Fe-Al合金渗层.对渗铝试样进行高温氧化实验,使渗层表面形成了Fe-Al-O的混合氧化物.考察了渗铝温度和渗铝时间对渗层质量的影响;着重研究了不同氧化气氛下Fe-Al合金表面的氧化情况,确定了最佳高温氧化工艺.结果表明,8407钢热浸镀铝后,在600 ℃以下、纯O2气氛条件下氧化,Fe-Al合金表面生成了Fe3O4和Al2O的混合物.这层氧化膜与铝液不润湿,能较好地保护试样.因此这种工艺可能是合适的铝合金压铸模表面处理工艺.     

钢铁厂循环水对Q235管道腐蚀的研究

采用挂片腐蚀实验,通过表征不同腐蚀时间的表面形貌和腐蚀产物的组成,探究了Q235管道在循环水中的腐蚀机理.通过测试极化曲线及电化学阻抗谱,得到了循环水中氯离子和添加药剂等因素对Q235钢的腐蚀电流和腐蚀电位,以及对电化学传荷阻抗的影响;并且结合挂片实验,研究了循环水中氯离子、pH值和添加药剂等因素对Q235钢的平均腐蚀率、腐蚀产物组成、形貌和腐蚀特征的影响.结果表明:当控制Cl^-浓度小于100 mg/L,pH值不低于8. 5,以及添加缓蚀剂(2 mg/L)可以有效控制Q235的腐蚀速率.     

湿热海洋大气中SO2污染对Q235B钢腐蚀行为的影响

 以NaCl和NaHSO3为介质,采用干/湿周浸加速腐蚀试验、腐蚀失重分析、XRD、SEM等,研究了湿热海洋大气中SO2对Q235B钢腐蚀行为的影响。结果表明,SO2污染使Q235B钢的腐蚀明显加重。污染前后,Q235B钢的腐蚀过程均遵循幂函数[W＝Atn]的分布规律,腐蚀产物均由非晶和少量Fe3O4、α-FeOOH、β-FeOOH、γ-FeOOH晶体组成,但参数[A、][n]值和晶体数量并不相同。Cl－和SO2在腐蚀过程中具有协同作用,但作用机理不同。Cl－会阻止腐蚀产物吸附,并促使其脱落,进而阻止保护性锈层形成;而SO2在酸化过程中会与钢基体和锈层反应,进而破坏锈层结构,加剧钢的腐蚀。SO2还能抑制β-FeOOH并促进α-FeOOH的生成,进而抑制Cl－的破坏作用并改善锈层的稳定性;但随锈层增厚,SO2的抑制作用减弱,内锈层随之变疏松。     

Cr对流动NaCl溶液中普碳钢锈层特征的影响

对碳钢和耐蚀管用含Cr低合金钢进行流动加速腐蚀实验,研究了实验钢在流动腐蚀性条件下的锈层结构以及Cr元素对锈层的影响机理.利用极化曲线、SEM、TEM及XPS等分析手段研究了Cr元素对实验钢耐流动加速腐蚀性的影响,以及含Cr钢内锈层的腐蚀形貌,深入分析了Cr在内锈层中的分布及存在状态.结果表明,含Cr钢内锈层致密均匀,Cr元素在内锈层中富集并以Fe2CrO4的形式存在.Fe2CrO4细小的颗粒尺寸是形成致密内锈层的原因,致密的内锈层对基体具有很好的保护作用.     

09CuPTi系耐候钢组织性能及耐腐蚀行为

 在热连轧生产线上采用两阶段轧制生产了09CuPTi系耐候钢,研究了轧制工艺参数对耐候钢板微观组织和力学性能的影响规律。结果表明,3种工艺试验钢的显微组织均为针状铁素体和贝氏体。当终冷温度为530℃冷却速度为25℃/s时,组织以更细小均匀的板条贝氏体为主,屈服强度及抗拉强度分别为617MPa和702MPa,韧脆性转变温度较低,具有良好的强韧性。对轧后钢板进行了耐腐蚀试验,研究了09CuPTi-Nb钢工艺B成品和参考钢在模拟工业大气环境下的腐蚀演化行为。结果表明,在腐蚀初期腐蚀速度随干湿循环次数的增加而增大,在后期腐蚀速度逐渐降低,09CuPTi-Nb钢的腐蚀速率与SPA-H钢相当,但低于Q345钢。09CuPTi-Nb钢锈层分为内外两层,内锈层致密主要由α-FeOOH和少量γ-Fe2O3组成,Q345钢锈层主要由α-FeOOH、γ-Fe2O3和Fe3O4组成。电化学试验表明,腐蚀产物促进阴极过程,抑制阳极过程。     

碳钢及耐候钢在模拟工业大气环境中的腐蚀性能研究

通过周期加速腐蚀试验研究了碳钢Q345B和耐候钢S450EW在模拟工业大气环境中的腐蚀规律。采用失重法对试样的腐蚀速率进行分析,发现Q345B钢的腐蚀速率高于S450EW钢。利用电化学交流阻抗技术(EIS)对锈层的电化学特性进行分析,Q345B钢的锈层电阻随着时间的延长逐渐降低,S450EW钢的锈层电阻随着时间的延长逐渐增大,并且S450EW钢的锈层电阻明显高于Q345B,即S450EW钢的锈层对腐蚀介质的阻滞性能更为优异。通过扫描电镜(SEM)及X射线衍射(XRD)对锈层进行分析,发现S450EW钢的锈层含有更多的α-Fe OOH,锈层更为致密,能为基体提供更好的保护。