模拟海洋大气环境下Cu和Cr对耐候钢耐腐蚀性能的影响

过去,合金元素对耐候钢海洋环境中的耐蚀性影响缺乏详细的论讨。选取Q235和5种不同Cu和Cr含量的耐候钢,在0.5%的NaCl溶液中模拟海洋大气环境进行周期浸润试验。研究结果表明:在Cl-存在的环境中,在碳钢的基础上单独添加Cr(0～3.0%)或单独添加Cu(0.25%～0.50%)都不能使钢的耐蚀性有显著的提高。单独提高耐候钢中Cr的含量,有助于抑制其在腐蚀初期的腐蚀速度,但对后期的腐蚀发展趋势不利;单独提高Cu的含量,有助于延缓腐蚀后期的发展趋势。当同时提高耐候钢中的Cu和Cr含量时,可使耐候钢得到较佳的耐大气腐蚀性能。XRD分析结果表明,合金元素对外锈层的成分影响不大,其主要大气腐蚀产物为γ-FeOOH,Fe3O4,γ-Fe2O3和少量α-FeOOH。

不同NaCl浓度对耐候钢腐蚀产物的影响

对Q450耐候钢在不同浓度NaCl溶液中模拟海洋大气环境进行了周期浸润试验。采用光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪对钢的腐蚀形貌、锈层截面和腐蚀产物进行了观察和分析。结果表明:随着NaCl浓度的提高,锈层变得疏松多孔;不同浓度NaCl溶液中主要腐蚀产物相同,均为γ-FeOOH及少量Fe3O4。

氧化铁皮对低碳钢大气腐蚀行为的影响

利用于湿交替腐蚀试验模拟工业大气环境,研究了层状结构氧化铁皮对热轧低碳钢工业大气腐蚀行为的影响.采用SEM和电化学手段对比分析带氧化铁皮和不带氧化铁皮试样的腐蚀增重行为、锈层结构和电化学行为.结果表明,带氧化铁皮试样的腐蚀速度远低于无氧化铁皮覆盖的基体钢,带氧化铁皮试样的自腐蚀电位低于基体钢,单一物相层状结构的氧化铁皮具有很好的耐腐蚀性,能够有效保护基体钢板;氧化铁皮的完整性是保护带钢基体不被腐蚀的前提,如果氧化层被破坏,在破损位置处,氧化铁皮与钢基体接触发生电偶腐蚀,加速腐蚀反应的进行.

2A12铝合金在模拟溶液中的周浸腐蚀行为

采用干湿周浸实验、失重法和电化学阻抗谱研究了2A12铝合金在0.6 mol/L NaCl和0.6 mol/LNaCl+0.02 mol/L NaHSO3两种溶液中的腐蚀行为与规律,利用扫描电镜(SEM)、能谱(EDX)和红外光谱(FTIR)观察分析腐蚀产物表面形貌、结构和组成,测试了材料的力学性能。研究表明,随腐蚀时间的延长,腐蚀产物不断增多,失重增加,力学性能下降,阻抗模值逐渐减小;腐蚀产物形貌以团状和块状为主,在0.6mol/L NaCl溶液中腐蚀产物主要为铝的氯化物和氧化铝,在0.6 mol/L NaCl+0.02 mol/L NaHSO3溶液中腐蚀产物主要为氧化铝、铝的硫酸盐水合物和铝的氯化物;由于NaCl和NaHSO3共同作用,2A12合金在0.6mol/L NaCl+0.02 mol/L NaHSO3溶液中腐蚀电流密度高,阻抗模值相对较小,腐蚀速率较高,腐蚀后失重大,力学性能下降幅度较大,腐蚀更严重。

不同腐蚀环境下铝合金自冲铆接头静力学性能研究

以0.6 mol/L的NaCl溶液和0.02 mol/L的NaHSO 3溶液作为腐蚀溶液对5052铝合金自冲铆试件进行干湿周浸腐蚀实验,通过腐蚀动力学、静力学测试和能谱分析,研究接头在两种腐蚀环境下的静力学性能及失效机理。结果显示,两种腐蚀环境下腐蚀速率均随腐蚀周期的延长而降低,腐蚀环境对接头失效形式无显著影响。酸性环境对试件的质量损失量和接头静强度的不利影响更为显著,对接头抗冲击能力影响较小,腐蚀产物为氧化铝和铝的硫酸盐水合物;盐性环境降低了接头的抗冲击能力,短期腐蚀环境对接头静强度有所提高,腐蚀产物为铝的氧化物和氯化物。

酸性腐蚀环境下铝合金自冲铆接头的静力学性能研究

以0. 02 mol·L-1的Na HSO3溶液作为酸性腐蚀液对5052铝合金(AA5052)自冲铆试件进行干湿周浸腐蚀实验,通过失重法、静力学测试和电镜扫描(SEM)研究酸性腐蚀环境对AA5052自冲铆接头静力学性能的影响,并从宏观与微观两个方面分析接头失效的机理。腐蚀实验结果显示,随着腐蚀周期的延长,腐蚀产物不断增多,试件失重量增大,腐蚀速率减小,试件表面出现凹坑与凸起,数量不断增加,程度持续加剧;静力学测试中,接头失效形式未发生显著变化,静力学强度呈下降趋势,能量吸收值呈先上升后下降趋势;SEM实验分析得出,板材接触区腐蚀产物增多,上板断裂部位组织呈抛物线状韧窝特征,破坏路径由接头中心向两侧边扩展。由于腐蚀产物的存在,下板铆孔区域损伤严重。

铁路车辆用V-N-Cr微合金化Q690高强耐候钢组织性能和腐蚀行为

为开发新一代铁路车辆用高强耐候钢,采用两阶段轧制制备V-N-Cr微合金化Q690耐候钢,并进行组织观察和力学性能检测。采用周期浸润腐蚀实验对V-N-Cr微合金化Q690耐候钢与Q345钢进行腐蚀行为研究。结果表明:V-N-Cr微合金化Q690耐候钢的显微组织为多边形铁素体、针状铁素体、板条贝氏体以及少量的M/A岛,屈服强度及抗拉强度分别为695 MPa和815 MPa,冲击性能优异,通过大小角度晶界共同作用,有效阻碍裂纹扩展。两种钢的表面均生成了明显的锈层,腐蚀产物主要包含α-FeOOH,β-FeOOH,γ-FeOOH和Fe_(3)O_(4)。腐蚀360 h后Q345钢的平均腐蚀失重速率为1.83 g/(h·cm^(2)),V-N-Cr耐候钢的腐蚀失重速率为0.96 g/(h·cm^(2)),显著低于Q345钢。

钢-铝异种金属自冲铆接头酸性环境下的失效行为分析

以摩尔浓度为0.02 mol/L的NaHSO_3溶液为腐蚀溶液进行钢(DP590)-铝(AA5052)异种金属自冲铆试件干湿周浸腐蚀试验,通过腐蚀动力学和静力学测试,研究自冲铆接头在酸性腐蚀环境下的静强度,并分析接头失效机理。结果表明:随腐蚀周期的延长,试件质量损失和腐蚀速率均呈先增大后减小趋势,板材与铆钉腐蚀程度不断加重;试件接头失效形式主要有3种(L、M和N形),其对试件静强度影响较大,M形失效试件静强度值远大于其他两种;失效位移对试件能量吸收值影响显著,M形失效试件能量吸收值最小。

7A52铝合金干湿交替情况下电偶腐蚀行为研究

目的研究海洋环境下7A52铝合金在干湿周浸使用过程中的电偶腐蚀现象。方法实验配制3.5%的Na Cl水溶液浸泡试样,实验周期为504 h,全浸试样作为对比试样,在实验周期内一直浸泡在Na Cl水溶液中。测试试样干湿周浸情况下7A52与5A06,38Cr Si之间的电偶电流及电偶电压,使用SEM分析腐蚀后的表面形貌。结果 7A52-5A06干湿周浸试样电偶电流变化不大,全浸试样电偶电流较初期变化较大,后期电偶电流的大小只有初期电偶电流大小的1/8左右,7A52-38Cr Si全浸试样与干湿交替情况下电偶电流基本相同。随着试验的进行,干湿交替及全浸情况下电偶电流的差异逐渐变大,电偶电流增大约为实验初期的10倍;全浸情况下试样表面腐蚀产物较致密,干湿周浸情况下腐蚀产物较为疏松。结论在3.5%的Na Cl水溶液干湿周浸情况下,7A52-5A06,7A52-38Cr Si的平均电偶腐蚀速度要大于全浸状态下的平均电偶腐蚀速度,干湿周浸情况下,7A52-5A06,7A52-38Cr Si腐蚀后试样表面形态具有较大差异,5A06在相同实验条件下的耐腐蚀性要好于7A52。

Cu元素对42CrMoV高强度螺栓钢在模拟大气腐蚀环境下腐蚀行为的影响

目前有关铜对高强度螺栓钢腐蚀的影响研究未见报道。以耐延迟断裂性能优良的高强度螺栓钢42CrMoV为基础,添加0.42%(质量分数,下同)Cu,采用周期浸润试验模拟大气环境,结合扫描电镜、X射线衍射仪及电化学法等分析手段,研究了Cu对高强度螺栓钢腐蚀行为的影响。结果表明:钢中加入0.42%Cu之后,试验钢的腐蚀失重率明显降低,且在腐蚀前期影响程度更为显著。钢材表面能够快速地形成具有保护性的锈层,且Cu在锈层中有一定程度的富集,这使得锈层的致密性更高,保护性更强。XRD结果表明,锈层主要是由α-FeOOH、γ-FeOOH和Fe2O3构成。极化曲线测定结果表明,Cu能够使试验钢的自腐蚀电位略正移,从而提高其耐腐蚀能力。

Cu对低合金高强耐候钢耐蚀性的影响

采用周期浸润加速腐蚀实验,模拟实际大气腐蚀环境,研究了Cu含量对含Cr低合金高强耐候钢耐蚀性的影响规律.利用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)等手段检定腐蚀的深度、腐蚀产物膜中元素分布及其相组成.结果表明,当Cu含量较低时,锈层容易从表面剥离,使侵蚀性溶液渗入,钢的失重速率增高;随着Cu含量的增加,锈蚀的深度明显降低,同时由于Cu与Cr共同在锈层的内部富集,增加锈层的致密度,使钢的失重速率明显降低.

碳含量和组织类型对低合金钢耐蚀性的影响

研究了不同碳含量和显微组织的低合金钢的耐腐蚀性能和腐蚀行为,并与商业耐候钢09CuPCrNi进行了相应的比较.通过金相显微镜、扫描电镜观察,轧后水冷钢的主体组织为板条状贝氏体,轧后空冷钢为针状铁素体、粒状贝氏体、M/A小岛和少量渗碳体(珠光体)的混合物.用干湿循环加速腐蚀实验对耐蚀性测定结果表明:低碳钢(0.03%C)和轧后水冷的较高碳含量钢(0.1%C)的耐蚀性均明显优于09CuPCrNi;低碳含量钢的组织类型对其耐蚀性影响不大;较高碳含量情况下,单相贝氏体钢的耐蚀性优于由铁素体、渗碳体(珠光体)等构成的复相组织钢;轧后水冷时,不同碳含量的钢耐蚀性差别不大;轧后空冷时,低碳含量钢的耐蚀性优于较高碳含量钢.用扫描电镜对锈层进行观察,可以看出耐蚀性较好的样品在腐蚀后期形成了致密的内锈层.

模拟工业-海岸大气中pH值对Q235B钢腐蚀行为的影响

采用干/湿交替腐蚀增重模拟实验、XRD以及EIS等方法,研究了模拟工业-海岸大气中p H值变化对Q235B钢腐蚀行为的影响.结果表明,当SO2浓度较低时,p H值变化对Q235B钢腐蚀速率的影响不明显;当SO2浓度较高时,p H值变化对Q235B钢腐蚀速率的影响存在极值现象,即:当p H值处于"较高"和"较低"之间某一值时,Q235B钢的腐蚀速率达到极大值.当模拟工业-海岸大气中SO2浓度一定时,p H值变化对Q235B钢表面锈层相组成的影响不明显.分析表明,模拟工业-海岸大气环境中SO2的存在一定程度上抑制了b-Fe OOH的形成.随着SO2浓度的升高,锈层中b-Fe OOH和g-Fe OOH的相对含量在减少,g-Fe OOH可能发生了向Fe3O4的还原或向a-Fe OOH的相变转化.随着腐蚀时间的延长,锈层相组成的演化呈现出相似的规律.此外,当模拟工业-海岸大气中SO2浓度较低时,Q235B钢腐蚀主要遵循Cl-的循环机制,改变p H值对钢腐蚀行为的影响不明显;SO2浓度较高时,Q235B钢腐蚀初期主要遵循Cl-的循环机制,随着腐蚀时间的延长,SO2对腐蚀的影响逐渐显著,并以H2SO4再生循环的方式加速钢的腐蚀.

加载与循环干湿条件下MnCu耐候钢的腐蚀行为

同时采用循环加载及模拟加速腐蚀的方法,研究循环载荷对耐候钢在含氯离子气氛中腐蚀行为的影响。锈层截面形貌以及带锈电极的电化学极化行为和阻抗谱表明,在相同的拉伸时间内,腐蚀周次较低时,耐候钢能较快获得稳定的锈层;腐蚀周次较高时,在长时间的循环载荷影响下,MnCu耐候钢的外锈层会更易产生裂纹甚至脱落,但内锈层结构相对稳定而基本不受一般载荷的影响,因此MnCu耐候钢依然具有良好的耐候性。

SO2对海洋大气环境中含铬耐候钢腐蚀行为的影响

为了研究工业大气污染对含铬耐候钢腐蚀行为的影响,经真空感应熔炼、轧制含铬和无铬两组耐候钢,以NaCl、NaHSO3为腐蚀介质,通过干湿循环加速腐蚀试验、腐蚀失重分析并结合XRD、SEM等方法,分析对比了含铬耐候钢在含SO2以及不含SO2海洋大气环境中的腐蚀行为。结果表明,在Cl^-1、Cl^-1+SO2环境下,铬均降低了钢的腐蚀深度,SO2加重了钢的腐蚀。试验钢锈层均主要由α-FeOOH,β-FeOOH,γ-FeOOH和Fe3O4构成,质量分数有所区别;在Cl^-1+SO2环境下,合金铬对α-FeOOH的形成有促进作用;SO2明显抑制了含铬钢中β-FeOOH的形成,降低了γ-FeOOH和Fe3O4的质量分数,并促进了含铬钢中α-FeOOH的形成。单一Cl^-环境中,含铬钢锈层有明显分层现象,外锈层疏松,内层致密;在Cl^-1+SO2环境下,含铬钢锈层无明显分层现象。在Cl^-1+SO2环境下,无铬钢中硫、氯元素富集于内锈层;含铬钢中铬在试验钢内锈层出现一定的富集,氯元素均匀分布于锈层中,硫元素在外锈层处富集。