锌钙系复合磷化膜的制备及其对16Mn钢腐蚀防护性能的影响

通过磷酸盐沉淀结晶过程将聚四氟乙烯(PTFE)颗粒引入锌钙系磷化膜中获得锌钙系复合磷化膜,并研究PTFE颗粒分散液添加量和搅拌速度对锌钙系磷化膜的微观形貌、化学组成、PTFE颗粒含量、厚度以及对16Mn钢的腐蚀防护性能的影响。结果表明:改变PTFE颗粒分散液添加量或搅拌速度制备的不同锌钙系复合磷化膜晶粒大小较均匀,但是呈散乱无序状堆积,PTFE颗粒附着在晶粒表面并填补晶粒间孔洞,起到阻挡腐蚀介质并阻碍腐蚀反应的作用,明显提高锌钙系复合磷化膜的耐腐蚀性能。当搅拌速度为300 r/min时,添加25 mL/L PTFE颗粒分散液制备的锌钙系复合磷化膜晶粒表面附着较多PTFE颗粒,并且颗粒呈较均匀分散状态很好的填补晶粒间孔洞。该复合磷化膜含有Zn、Ca、P、O、C和F元素,PTFE颗粒的含量和厚度分别达到4.1%、12.4μm,具有最高的电荷转移电阻8528Ω·cm^(2)和低频阻抗值6015Ω·cm^(2),表现出优异的耐腐蚀性能,使16Mn钢的腐蚀防护性能明显优于常规锌钙系磷化膜。

建筑用16Mn钢表面制备锌系复合磷化膜及其耐腐蚀与抗污染性能

在建筑常用的16Mn钢表面制备锌系复合磷化膜,研究了磷化液中TiO_(2)颗粒分散液添加量对锌系复合磷化膜的结合力、表面形貌、TiO_(2)颗粒含量、厚度、耐腐蚀性能及表面抗污染性能的影响。结果表明:锌系复合磷化膜与16Mn钢基体结合紧密,晶体间空隙被TiO_(2)颗粒不同程度填充。TiO_(2)颗粒分散液添加量为15 mL/L时制备的锌系复合磷化膜晶体表面附着很多TiO_(2)颗粒并呈良好分散状态,厚度约为9.2μm,静态接触角接近125.0°,其电荷转移电阻和低频阻抗值较16Mn钢分别提高了约2.7倍、2.4倍,对亚甲基蓝的降解率达到26.1%。原因归结为该锌系复合磷化膜表面具有较强的疏水作用,TiO_(2)颗粒填充晶体间空隙有效地抑制了电化学腐蚀且吸收紫外光能力增强,从而表现出良好的耐腐蚀与抗污染性能,能够为16Mn钢基体提供更好的保护作用,同时有效防止16Mn钢表面污染。

含铌16Mn钢的奥氏体晶粒粗化和NbC固溶析出行为

研究了含铌 16 Mn钢奥氏体化过程中第二相粒子的固溶析出及阻止晶粒长大的规律 ,并给出了奥氏体中的 Nb C固溶度积与温度的函数关系。结果发现 ,在氮含量较低的含铌 16 Mn钢中 ,铌的析出相以 Nb C为主。经试验确定钢的晶粒粗化温度 (t GC)为 110 0℃ ,t GC与第二相粒子的全固溶温度 (ts)

16Mn钢局部腐蚀中的电化学噪声特征

通过测量 16Mn钢在 0 1mol/LCl-+0 5mol/LHCO-3 溶液中的电化学噪声 ,发现在点蚀诱导期 ,亚稳态蚀点的形核速率λ不到 0 0 0 2s-1,噪声电流峰平均宽约 3～ 5s,而噪声电位峰却平均宽达 2 0 0s;在点蚀从亚稳态转变为稳态过程中 ,λ急剧增加 ,且电流噪声峰宽度也开始增加 ,但电位峰宽度却开始减小 .随着局部腐蚀进入稳定发展期 ,噪声中出现了大尺度的波动 ,且噪声电位峰与电流峰宽度基本相等 ,但λ却有所下降 .宏观点蚀的出现导致噪声电阻Rn 迅速下降 ,并在腐蚀进入稳定发展期后逐渐趋于稳定 .

16Mn钢在土壤中的阴极保护参数实验室评价技术研究

通过交流阻抗测试技术对16Mn钢在不同土壤中不同湿度条件下的阴极极化行为进行了研究,提出了通过实验室实验确定阴极保护参数的方法.结果表明:可以通过交流阻抗技术绘制出电荷转移电阻(Rt)对阴极极化电位(Ee,c)曲线,用于分析腐蚀过程的控制机制,指导阴极保护参数的选取.由Rt-Ee,c曲线形状可以判断腐蚀控制步骤,并根据曲线上的特征点确定阴极保护最小保护电位、最佳保护电位和最大保护电位,通过失重实验进一步证明了采用Rt—Ee,c曲线选取土壤中阴极保护的参数是可行的.

稀土对16Mn钢等温相变及显微组织的影响

采用金相观察与硬度测量相结合的方法测定了不同稀土含量 16 Mn钢的 TTT曲线 ,并研究了稀土含量对其等温相变及显微组织的影响。研究表明 ,随稀土含量的增加 ,先共析铁素体的晶粒大小及其析出的孕育期减小 ,完成珠光体相变所需时间和组织中铁素体含量增大 ;贝氏体形态逐渐由羽毛状向粒状转变。含稀土钢组织中的碳化物具有明显的偏聚现象。本文对这些结果产生的原因进行了讨论。

不同pH的碱性环境中16Mn钢及热影响区应力腐蚀行为

利用电化学技术和U形弯试样浸泡实验研究了16Mn钢及其模拟热影响区(HAZ)在不同pH的碱性硫化物和Cl-介质中的应力腐蚀开裂(SCC)行为与机理。结果表明:16Mn钢原始组织、粗晶组织(空冷组织)和硬化组织(淬火组织)在pH为11.8的碱性硫化物环境中均近似呈钝化状态,维钝电流密度依次降低;随着pH的降低,原始组织和粗晶组织的阳极过程逐渐由钝化态转变为活化态;HAZ中硬化组织、粗晶组织和原始组织在碱性硫化物环境下的SCC敏感性依次降低,其中硬化组织具有明显的SCC特征;随着pH的降低,SCC裂纹有从沿晶裂纹转变为穿晶和沿晶混合裂纹的趋势,并且裂纹的宽度增加。

黄铜-16Mn钢在氯化钠溶液中腐蚀电化学的分布行为

使用扫描微电极技术研究了黄铜-16Mn钢电偶体系在不同浓度氯化钠溶液中表面电位和电流的分布情况.研究发现,表面电位和电流分布随溶液浓度和与连接点的距离而变化.溶液浓度越大,两者分布就越均匀;与连接点距离越近,电位极化就越大,电流密度也越大.腐蚀形貌观测也支持了电位和电流分布的结果.实验结果表明,在低浓度的溶液中,电偶腐蚀会集中在连接点周围,造成严重的局部腐蚀.随着溶液浓度增大,腐蚀分布变得均匀.

不同硫化物浓度碱性溶液中16Mn钢及热影响区应力腐蚀行为

利用U形弯试样浸泡实验和电化学技术研究了16Mn钢及其模拟热影响区在不同硫化物浓度的碱性(pH=11.7)介质中的应力腐蚀开裂(SCC)行为与机理。结果表明:16Mn钢原始组织、粗晶组织(空冷组织)和硬化组织(淬火组织)在碱性硫化物环境中均能形成保护性腐蚀产物膜、导致电极过程近似呈钝化状态,钝化电流密度依次降低;淬火组织析氢电流密度较高,腐蚀速度较低,长期服役后会造成靠近熔合线部分腐蚀深度大而暴露出残余拉应力区,引起SCC;HAZ中硬化组织、粗晶组织和原始组织在碱性硫化物环境下SCC敏感性逐渐降低,硬化组织具有较明显的SCC敏感性,粗晶组织和原始组织SCC敏感性小;硫化物浓度升高,16Mn钢及其模拟热影响区SCC敏感性增加;16Mn钢焊缝区在碱性硫化物环境中SCC裂纹扩展机制为阳极溶解机制。

不同腐蚀介质中16Mn钢高温高压腐蚀行为的比较

采用高压釜研究了16Mn钢在含有CO2与CO2＋H2S介质的NACE（5wt%NaCl＋0.5wt%CH3COOH）溶液中的高温高压腐蚀行为,利用失重法计算了腐蚀速率,通过SEM,XRD,EPMA等手段分析了腐蚀产物的成分及结构。结果表明：CO2腐蚀产物主要为Fe3C;CO2＋H2S腐蚀产物主要为FeS,60℃时有FeCO3形成,腐蚀主要显示以CO2腐蚀为主的点蚀特征,90～120℃时,腐蚀系统以H2S腐蚀为主导,腐蚀产生的鼓泡、阶梯状裂纹是CO2与H2S协同作用的结果,CO2会增大H2S腐蚀的敏感性,使腐蚀产生氢损伤的温度提高。

用丝束电极研究16Mn钢的缝隙腐蚀行为

用丝束电极研究了 0 .5 1mol/LNaCl溶液中 16Mn钢的缝隙腐蚀特征。采用电位、电流和阻抗扫描技术测试了缝隙内电位、电流和溶液电阻Rs 的分布特征 ,发现缝内的电位和电流分布具有显著的不均匀性 ,缝内电极电位要负于缝外 ,缝内为阳极 ,缝外为阴极。从缝隙边缘向缝隙中心 ,电极电位沿径向先负移而后正移 ,阳极电流则是先增加而后下降。阻抗测量表明 :缝内的Rs 要较缝外约大 2 0倍 ,而缝内的极化电阻Rp 则较缝外小 。

16Mn钢在模拟油田采出介质中的腐蚀行为研究

采用循环流动腐蚀试验装置,研究了16Mn钢在三元复合驱采出液流动介质中的电化学腐蚀行为。通过试验得出温度、流速对腐蚀电流密度的影响规律。结果表明,在流动的三元复合驱采出溶液中,16Mn钢的腐蚀电流密度因溶液温度和流速不同而变化。通过X射线衍射分析确定腐蚀产物,并对腐蚀产物膜保护性进行了分析。

高镧稀土添加剂在16Mn钢中的应用

针对高镧稀土添加剂对16Mn钢的夹杂物、力学性能的影响进行分析研究,并与富铈稀土添加剂进行对比.实验表明,高镧稀土添加剂能有效变质16Mn钢中的夹杂物,减少夹杂物的数量,改善钢的力学性能.当La／S(质量比)为2.5时,综合力学性能达到最佳值.高镧稀土添加剂能有效替代富铈稀土添加剂进行稀土钢的开发.

16Mn钢疲劳过程中的声发射特性研究

根据有关标准,设计加工了16Mn钢试样,并运用LOCAN320声发射仪、MTS810疲劳实验机和声发射传感器,用3种不同的试验方案,采集16Mn钢材料疲劳过程中的声发射(AcousticEmission,AE)信号特征参数,用于分析其疲劳过程中的声发射特性。重点探讨了16Mn钢材料在低周疲劳全过程中释放的声发射信号特征参数变化规律,得出声发射技术可用来评估16Mn钢材料的损伤程度,进而预测其疲劳寿命的结论。此外,充分利用试验中得到的不同疲劳载荷条件下试样的疲劳寿命,根据成组法修正了矩形截面试样16Mn钢材料的S-N曲线,经验证与实际结果吻合性较好。

16Mn钢V(N)微合金化在大规格高强度角钢生产中的应用

大规格角钢主要用于铁塔和建筑结构中。唐钢过去用 16Mn钢生产Q345级别角钢 ,因供轧制用钢的内控标准化学成分窄 (T16Mn钢 % :0 18～ 0 2 0C ,1 35～ 1 5 5Mn ,Ceq≥ 0 4 1) ,致使供轧率仅为 30 %。通过V N微合金化 ,开发了T16MnV(N)钢 (% :0 14～ 0 2 0C ,1 30～ 1 6 0Mn ,0 0 5～ 0 0 9V ,0 0 0 9～ 0 0 18N) ,V(N)微合金化显著提高了该钢的力学性能 :σb5 2 0～ 6 2 5MPa ,σs395～ 4 6 5MPa ,δ52 4 %～ 2 8% ,冲击功 4 3～ 96J。

16Mn钢在模拟CO_2驱油工况条件下的腐蚀行为

为确保CO_2驱油集输管线的安全可靠,采用高温高压釜动态模拟CO_2驱油工况条件,使用失重法研究CO_2分压和温度对16Mn钢腐蚀速率的影响,利用离子色谱分析产出水试验前后钙、镁离子的含量变化,并用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)表征腐蚀形貌和产物成分。结果表明:16Mn钢发生了严重的CO_2腐蚀,其腐蚀速率随CO_2分压的增大呈现先降低后增大的趋势、随温度升高而增大;失钙镁率随CO_2分压的增大而增大;腐蚀产物由Fe CO_3和少量Ca CO_3组成。

镧对16Mn钢中夹杂物和组织的影响

在高温钼丝炉内向16Mn钢中加入不同含量镧进行脱氧。利用SEM、EDS和OM测试并研究La含量对钢中夹杂物的成分、大小分布及试验钢组织的影响,并探讨了钢中含镧夹杂物诱发晶内针状铁素体形核机制。结果表明,随钢中镧含量增加,夹杂物依次转变为LaAlO3、La2O2S和La2S3。试样经镧处理后,钢液在1600℃时保温180 s,夹杂物最为细小且弥散。钢中晶内铁素体含量随镧含量增加先增大后减小,最佳镧含量约为0.014%(质量分数)。钢中含镧夹杂物周围形成贫Mn区,促进晶内针状铁素体形核。

海洋大气中SO_2含量对16Mn钢腐蚀断裂及渗氢行为的影响

氢还原对钢材在大气腐蚀中的作用不可忽视,过去对其研究较少。采用电化学渗氢试验及慢应变速率拉伸方法研究了模拟海洋大气环境中SO2浓度对16Mn钢应力腐蚀断裂及氢渗透行为的影响。结果表明,随着SO2浓度的增大,试样断裂延伸率减小,断裂特征由塑性断裂逐渐转变为脆性断裂;随着SO2浓度的增大,氢渗透电流增大,SO2对氢渗透电流具有双重促进作用,第一个峰值的出现主要与SO2的酸性有关,第二个峰值的出现主要是由于酸的再生循环所致。

过冷奥氏体转变温度对16Mn钢珠光体退化的影响

利用 S2 5 0 KM 扫描电子显微镜和 IBAS2 0 0 0真彩色全自动图像分析仪研究了过冷奥氏体等温转变温度对具有不同碳含量和奥氏体晶粒尺寸的 16 Mn钢珠光体形貌和退化程度的影响 ,探讨了珠光体的退化机制 。

16Mn钢热变形流变应力模型及晶粒大小

利用热变形模拟试验装置,在850～1150℃变形温度、0.1～60 s^(-1)变形速率的条件下16Mn钢单道次压缩试验得到热变形的流变应力模型为σ=4.4ε^(0.158)ε^(7.22×10^(-5T))exp(4383/T)形变激活能Q为366 kJ/mol,应力指数n为9.56。>900℃出现明显的动态再结晶。应力—应变曲线呈单蜂状;<850℃出现动态回复。流变应力σ、峰值应力σ_p、再结晶晶粒大小与Z参数呈线性关系σ_(ε(?)0.2)=3.67Z^(0.098);σ_p=2.9Z^(0.11);D_r=105.13Z^(-0.046)。