稀土对低碳钢耐工业大气腐蚀性的电化学保护作用研究

稀土碳钢经大气暴晒后,表面形成的锈层对基体有一定的保护作用。为了弄清稀土实际发挥的作用,在低碳钢中熔入了稀土并与低碳钢一起置于有酸雨特征的江津大气站进行暴晒试验,应用自腐蚀电位测量、极化曲线、电化学阻抗谱(EIS)和扫描电镜等手段研究了稀土对低碳钢耐工业大气腐蚀性的影响。结果表明:钢中加入稀土后自腐蚀电位正移,阳极电流密度减小,稀土钢锈层趋于钝化;且随稀土含量增加,钢的锈层电阻和电荷传输电阻均呈上升趋势。

稀土对低碳钢耐工业大气腐蚀性能的影响

通过周期浸润试验、SEM、动电位扫描极化曲线和电化学阻抗谱等方法对含稀土碳钢和普通Q235进行模拟工业大气环境下的抗腐蚀性能比较。结果表明,碳钢中加入稀土有利于提高其耐蚀性。从夹杂物化学变性和缓蚀作用两方面对稀土提高钢材耐蚀性的机理进行了分析。

高强度耐候H型钢和普通C-Mn低合金H型钢耐大气腐蚀性能比较

通过周浸加速腐蚀试验,对比了高强度耐候H型钢与普通C-Mn低合金H型钢的耐蚀性能,采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)及电化学阻抗谱(EIS)等方法研究了两种钢腐蚀产物的形貌、组成以及电化学性质的差异。结果表明,在模拟工业大气环境下,高强耐候H型钢的耐蚀性显著优于普通C-Mn钢,腐蚀产物性质的差别是导致两种钢腐蚀率差异的主要原因。普通C-Mn钢腐蚀后表面粗糙,锈层疏松且存在大量贯穿性裂纹;耐候H型钢锈层连续致密,且腐蚀产物主要由保护性较好的α-FeOOH和非晶态锈组成,能有效减缓电化学腐蚀反应的进行。

耐候钢锈层组织成分及其耐腐蚀机制分析

过去对耐候钢耐腐蚀性机理的研究,锈层初期生长因素考虑较少。模拟工业大气环境的周期浸润实验室加速试验,对试验钢进行了腐蚀失重分析;通过扫描电镜、X射线衍射、阳极极化等手段对锈层进行分析。主要研究耐候钢和碳钢的锈层组织和电化学性能。结果表明:腐蚀初期耐候钢的锈层组织成分以α-FeOOH为主;碳钢的锈层组织成分以Fe2O3为主。α-FeOOH晶体枝晶纤细,锈层致密,具有保护性;Fe2O3枝晶粗大,锈层疏松多孔,不具有保护性;耐候钢锈层具有钝化作用,对基体有很好的保护性。

氯离子环境下混凝土钢筋的锈蚀过程

通过模拟氯离子环境下混凝土中钢筋所处的锈蚀环境,并以周期浸泡腐蚀试验加速钢筋的锈蚀,采用腐蚀失重和腐蚀过程pH值监控方法研究了氯离子环境下钢筋锈蚀的规律。结果表明,随Cl^-浓度提高,钢筋周期浸泡腐蚀速率总体呈现先增加后降低的规律。随着pH值的降低,钢筋腐蚀经过钝化区、破钝化区和活化区。在破钝化区(pH=12.3～11),钢筋腐蚀速率迅速升高。钢筋腐蚀引起的pH值降低要远大于Ca(OH)_2碳化引起的pH值降低。

耐候钢的腐蚀过程及锈层形成机理

通过观察薄液膜下耐候钢的初期腐蚀过程,并分析了模拟工业大气环境中周期浸润试验腐蚀后期的锈层,探讨了耐候钢保护锈层的形成机理。结果表明,腐蚀初期耐候钢和碳钢腐蚀过程存在明显区别,耐候钢为均匀腐蚀和点蚀,碳钢为不均匀腐蚀;腐蚀后期两种试验钢锈层截面形貌明显不同,耐候钢锈层不均匀,存在很多腐蚀坑;碳钢锈层均匀,存在很多裂纹。

混凝土中不同成分钢筋室内加速腐蚀的试验方法及参数

为了建立混凝土中不同成分钢筋在Cl^-作用下腐蚀的室内加速试验方法,模拟了5种钢筋所处的自然环境条件,对其进行了周期浸润腐蚀,研究了混凝土中孔隙液氯离子含量及pH值的变化对钢筋锈蚀的影响及规律。结果表明:不同合金含量的钢筋耐蚀性差异较大;本法能够很好地区分不同成分钢筋的耐蚀性。

沉淀硬化不锈钢机械能助渗铝的试验研究

通过机械能助渗铝工艺,实现对沉淀硬化不锈钢的低温渗铝。500℃渗铝10 h,可以在保证基体材料的力学性能基本无损耗的情况下,得到厚度约为11μm的均一渗铝层。采用SEM、EDS、显微硬度分析以及盐雾试验等测试手段对渗铝层进行研究,发现通过机械能助渗铝得到的为富铝相渗层,渗层硬度是基体材料的两倍以上,且具有良好的耐腐蚀及抗中温氧化性能。从渗铝反应机理的角度对机械能助渗铝工艺进行了分析。

沉淀硬化不锈钢机械能助渗铝工艺研究

通过机械能助渗铝工艺,实现了对沉淀硬化不锈钢的低温渗铝。在500℃渗铝10 h,得到厚约11μm的均一渗铝层。通过力学性能检测及显微硬度分析对渗铝层进行研究,发现可以在保证基体材料的力学性能基本无损耗的情况下,渗层硬度是基体材料的2倍以上。

晶粒尺寸对Cu-P-Cr-Ni-Mo-Nb耐候钢耐蚀性能的影响

采用Gleeble-1500D热模拟试验机制备了3种不同轧制工艺下的Cu-P-Cr-Ni-Mo-Nb耐候钢试样,其晶粒尺寸分别为11.9μm,9.2μm和6.8μm。使用Fl-65干湿周期浸润腐蚀试验机对裸钢进行72 h实验室周浸加速腐蚀试验;试验钢锈层与基体结合性较好;采用腐蚀失重法计算腐蚀速率。结果表明晶粒尺寸对试验钢耐大气腐蚀性能影响不明显。

显微组织对低碳钢耐蚀性的影响

用不同热处理工艺得到铁素体+珠光体与马氏体两种不同组织的低碳钢,通过周浸试验和扫描电镜(SEM)、电化学和X射线衍射(XRD)等手段分析两者的耐蚀性能差异表明,在周浸试验条件下,组织均匀的马氏体钢的耐蚀性明显优于由铁素体和珠光体组成的复相钢;马氏体组织的自腐蚀电位较高,阳极腐蚀电流密度较小,形成的锈层更加致密,且主要由性质稳定的α-FeOOH构成。

海洋大气环境下低碳稀土钢耐腐蚀性能的研究

通过大气暴晒实验研究了海洋大气环境下低碳钢和稀土钢的腐蚀行为。结果表明,稀土元素有利于提高碳钢耐海洋大气的腐蚀性能。采用SEM、XRD以及电化学方法对腐蚀产物进行研究。发现稀土钢锈层组织缺陷较少,能有效阻挡腐蚀性离子侵入。稀土可以促进腐蚀产物中活性物相向α-FeOOH转化,并能细化锈颗粒,提高铁锈中非晶相比例。

稀土对低碳钢耐工业大气腐蚀性的影响

研究了在江津地区暴晒2年低碳钢和稀土钢的大气腐蚀行为。结果表明:稀土可以有效提高低碳钢耐工业大气腐蚀性,试验钢的腐蚀数据符合动力学模型D=Atn。采用扫描电镜、极化曲线、XRD及Fourier变换红外光谱等手段对腐蚀产物进行研究。发现稀土能促进稳定的保护性腐蚀产物α-FeOOH生成,降低锈层中具有反应活性的Fe3O4含量;并可以增加锈层致密性。从锈层反应的角度阐述了稀土提高低碳钢耐蚀性的机理。

搪瓷涂层700℃长期抗高温氧化和热腐蚀行为研究

研究了在钛铝金属间化合物上涂覆的一种20~40μm厚的新型搪瓷涂层在700℃条件下1000 h高温氧化和硫酸盐+Na Cl热腐蚀600 h的高温腐蚀行为。结果表明,搪瓷涂层具有很高的高温稳定性,在长时间的实验中有效地避免了基体的高温腐蚀,涂层未出现开裂或剥落。在涂层制备过程和高温腐蚀测试过程中,在涂层/基体界面发生了界面反应,形成了由α-Al2O3、Ti O2、Al2Si O5和Al2Ti O5组成的薄氧化物层。

回火温度对0Cr16Ni5Mo马氏体不锈钢组织和性能的影响

通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射分析(XRD)和力学性能测试,研究了回火温度对0Cr16Ni5Mo马氏体不锈钢组织和性能的影响。结果表明,试验钢在450—700℃温度区间回火处理后的组织均为回火马氏体+残余奥氏体+δ-铁素体,随着回火温度的升高,韧化相残余奥氏体含量先增加后降低,在600℃其含量达到最大值29.8%。其强度则随着回火温度的升高先降低然后回升,在600℃回火后强度最低,而伸长率变化趋势与强度相反;不同温度回火后的冲击断口均呈韧窝状,撕裂棱清晰可见,断裂方式均为韧性断裂。

Nitronic60奥氏体不锈钢热变形行为研究

在Gleeble-3800热模拟试验机上对Nitronic60奥氏体不锈钢进行高温等温压缩实验,研究该材料在变形温度为950—1 200℃、应变速率为0.01—10 s-1、真应变量0.9等条件下的热变形行为,并观察了变形后的显微组织。研究结果表明:在热压缩过程中,流变应力随变形温度的升高而降低,随应变速率的升高而增加;当变形速率较低时,材料在变形温度范围内均发生了动态再结晶。采用双曲正弦模型建立了相应的热变形本构关系,其热变形激活能为425.542 k J/mol,高温压缩变形时,Z参数和流变应力方程分别为Z=εexp(425.542/RT)=3.495×1015[sinh(0.005 93σ)]5.55,ε=3.495×1015[sinh(0.005 93σ)]5.55exp[-525.524/(RT)]。

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-Fe OOH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。

pH值对Q235钢在模拟土壤中腐蚀行为的影响

采用一种新型的土壤腐蚀评价方法——硅藻土模拟土壤实验室加速腐蚀法,进行了Q235钢在不同p H值模拟土壤腐蚀介质中的埋片20 d的腐蚀实验。结果表明:随着模拟土壤的p H值从4.5升高至8.5,Q235钢的腐蚀速率持续下降,这一规律与已有的实际土壤下的腐蚀规律相同,而试样表面由较严重的全面腐蚀转变为轻微的局部腐蚀;酸性模拟土壤条件与碱性条件下的腐蚀产物组成一致,主要是α-Fe OOH,Fe3O4,γ-Fe OOH和Fe2O3,但α-Fe OOH和Fe3O4含量差别大,碱性条件下腐蚀产物中Fe3O4的含量上升,α-Fe OOH的含量下降。

钕铁硼稀土永磁材料腐蚀防护技术的研究进展

中国是钕铁硼稀土永磁材料生产、应用大国,钕铁硼稀土永磁材料是目前磁性能最高、应用范围最广、发展速度最快,也是当前工业化生产中综合性能最优的磁性材料。随着产业的不断升级进步,对其防腐蚀性能也提出了更多新的要求,钕铁硼稀土永磁材料的腐蚀问题已成为制约行业发展的瓶颈。回顾了用于钕铁硼稀土永磁材料的腐蚀防护技术,重点对新兴的腐蚀防护技术进行了追踪介绍,并对其发展和应用趋势进行展望。

除冰盐环境下水泥混凝土路面传力杆的锈蚀机理与传荷失效过程分析

传力杆锈蚀所引起的混凝土保护层开裂是影响水泥混凝土路面结构使用寿命的重要因素。该文基于扩展有限元方法,建立了传力杆锈蚀产物-混凝土保护层耦合作用开裂力学分析模型。使用此模型模拟了混凝土保护层锈胀开裂过程中的弥散分布裂纹起裂及扩展演化行为,研究了除冰盐环境下传力杆因锈蚀引起传荷失效的过程。设计传力杆试件的除冰盐环境室外暴露试验对数值模拟结果进行验证,发现两者在锈胀开裂模式方面符合较好。根据已验证的模型分析发现:传力杆的松动是促使其快速脱钝,并发生严重锈蚀的初始条件,松动量对传力杆表面锈蚀产物的物相组成比例无明显影响;锈蚀产物体积膨胀造成混凝土保护层出现龟裂,降低了混凝土为传力杆提供支承的能力,是传力杆因锈蚀导致传荷失效的主要原因。