酸性大气环境对钢梁腐蚀行为的研究

钢梁在酸性大气环境下的腐蚀是随时间逐渐进行的,了解其腐蚀深度及腐蚀速率是研究腐蚀后钢梁承载力和退化规律的前提。基于含SO_(2)的酸性大气环境下钢材腐蚀机理和幂函数模型,从金属电化学腐蚀理论出发,推导低碳钢在酸性大气环境下腐蚀深度的理论预测模型,并将得到的预测模型与大气腐蚀试验站测得的试验数据及幂函数模型进行对比,结果表明三者得到的腐蚀深度数据接近,且发展趋势一致。从电化学腐蚀角度给出预测低碳钢腐蚀深度的理论方法,为分析腐蚀环境下钢梁的稳定承载力奠定基础。

舱外设备箱体模拟海洋大气环境中的加速腐蚀试验与结果分析

目的 研究模拟海洋大气环境对舱外设备箱体腐蚀行为的影响,为快速评价舱外设备箱体原材料、原结构、原表面技术状态改进优劣提供技术和方法支撑。方法 根据XX舱外设备箱体实际服役环境剖面、腐蚀损伤状况,制定含海水模拟、湿热、维护保养及检查阶段等3个模块的实验室模拟海洋大气环境加速谱,运用外观、扫描电镜(SEM)、金相显微镜、X射线能谱(EDS)等表征技术,研究设备箱体在12个循环周期的宏微观形貌和腐蚀产物元素含量分布,并对标准金属铝和钢的同步实验室试验与XX近海户外自然环境下的腐蚀效应进行对比。结果 12个循环周期结束后,底座铝合金严重腐蚀,呈现明显的晶间腐蚀,并产生大量腐蚀产物,腐蚀产物主要含有O、Na、Al、Si、Cl、Ca、Mn、Fe等元素,其腐蚀形貌及程度与实际服役5 a的底座一致。标准金属铝和钢加速试验120 d的腐蚀效应分别等效XX近海大气试验4.65 a和10.57 a。结论 海水模拟、湿热、维护保养及检查阶段等3个模块的实验室模拟循环试验能较好地模拟XX舱外设备箱体经历的环境,其腐蚀与实际服役环境下的腐蚀程度相近,实现了基于短期内完成3~5 a的海洋运行验证。

阀用K417合金在南海环境下的海洋大气腐蚀行为研究

在南海某岛礁上对阀用K417镍基合金进行了为期24个月的自然暴晒试验。暴晒一定周期试样取回,利用宏观形貌、微观形貌、腐蚀速率和电化学分析等手段研究了其在典型南海海洋大气环境中的腐蚀行为特征。结果表明:K417合金在南海大气环境下腐蚀速率十分缓慢,具有良好的抗海洋大气腐蚀能力。合金暴晒12个月以上仍未出现明显腐蚀产物。合金的点蚀坑尺寸也很小,暴晒24个月后平均点蚀坑深度仅为0.34μm。电化学测试结果也说明K417合金在海洋大气环境下具有优越的耐腐蚀能力。

基于环境因素法和标准金属法的大气腐蚀性等级评价与分析

本文采用环境因素法和标准金属法对我国南海某地进行大气腐蚀性等级评价与分析,详细阐述了两种评价方法的分析过程,探讨了两种方法的特点,对比分析两种评价方法推测的结果。本文最后基于环境因素法和标准金属法测定结果定量评估了金属材料大气环境腐蚀性严酷程度,对评估某个地点的大气环境腐蚀性严酷程度,采取该地区使用产品采取相应防护措施具有重要意义。

550NH耐候钢在3种典型大气环境中的初期腐蚀行为

针对广西壮族自治区不同区域的气候特征,选择城市、工业、海岸3种典型大气环境开展了耐候钢的初期腐蚀行为研究。分别采用大气暴露腐蚀试验和电化学测量试验对550 MPa强度级别的550NH耐候钢的耐腐蚀性进行评估。结果表明,550NH耐候钢在城市大气、工业、海岸3种环境中的腐蚀速率依次增加。550NH耐候钢在3地腐蚀6个月后的腐蚀产物主要为Fe_(3)O_(4)、α-FeOOH、γ-FeOOH。腐蚀产物层致密且无贯穿性裂纹主要归因于550NH耐候钢中Cu和Cr元素对裂纹和孔洞的修复作用。550NH在模拟海洋环境和模拟工业环境中的电化学阻抗谱随着腐蚀时间的延长逐渐由1个容抗弧转变为2个容抗弧组成。

双硅酸镱环境障涂层的高温水氧腐蚀机理研究

陶瓷基复合材料构件在航空发动机燃气环境中面临严重的水氧腐蚀退化问题,在构件表面采用环境障涂层进行热防护是提高陶瓷基复合材料部件的高温性能、延长其使用寿命的有效措施。环境障涂层的高温稳定性对部件的结构完整性具有重要影响。为了探明环境障涂层在高温下的水氧腐蚀失效行为和机理,针对大气等离子喷涂(APS)Yb_(2)Si_(2)O_(7)/莫来石/硅体系的环境障涂层系统,开展了其在1350℃、90%(体积分数)H_(2)O-10%O_(2)水/氧蒸汽环境中的静态高温水氧腐蚀试验,采用XRD、SEM、EDS等材料表征分析手段,研究涂层在高温静态水氧腐蚀环境中的失效行为,获得EBCs涂层微观结构及物相在腐蚀过程中的演变规律,揭示EBCs涂层的失效机理。结果表明:表面的Yb_(2)Si_(2)O_(7)与环境中的氧化剂(主要为水)反应生成挥发性物质Si(OH)_(4),导致Yb_(2)Si_(2)O_(7)被不断消耗,莫来石层中的Si元素与Yb_(2)Si_(2)O_(7)层中的稀土元素发生互扩散,使得高温化学反应过程和机理十分复杂;在经历500 h腐蚀后,涂层出现鼓包脱落而失效。

模拟汽车动态大气环境对热轧钢板的腐蚀行为影响

研究了热轧钢板(SPHC)在汽车动态行驶中及温湿度环境仓下的腐蚀速率,并采用扫描电镜(SEM)、X-射线衍射仪(XRD)分析了SPHC钢经历5天、7天、20天试验后的腐蚀面的微观形貌和物相。结果显示,在模拟汽车动态大气环境下,相对湿度交变运行下的SPHC钢的腐蚀速率要高于相对湿度单一运行,而两者的腐蚀速率均随试验时间呈现出相似的非线性变化趋势。在试验的第1到5天,腐蚀速率迅速增加,锈层表面生成Fe_(2)O_(3),这是腐蚀过程的初期加速阶段;当试验进行到第7天时,腐蚀速率开始下降,此时锈层比较密实,腐蚀面生成Fe_(2)O_(3)和具有保护性的α-FeOOH,增强了SPHC钢的抗腐蚀性能;然而,当试验持续至第20天时,腐蚀速率再次上升到一个较高水平,锈层开始剥落,表面生成Fe_(2)O_(3)、微量的α-FeOOH和Fe_(3)O_(4)等腐蚀产物。

碳钢在达州典型大气环境下的腐蚀行为研究

通过1年期现场暴露试验、腐蚀速率分析、锈层形貌观察、锈层组成分析及电化学测试等试验方法,研究了Q235碳钢在达州典型大气环境下的腐蚀行为。结果表明,位于工业大气环境的达州市通川区,Q235碳钢的腐蚀速率为23.78μm/a,而位于乡村大气环境的达州市万源市,Q235碳钢的腐蚀速率仅为10.33μm/a。Q235碳钢表面腐蚀产物主要组成为γ-FeOOH、α-FeOOH和Fe 3 O 4。电化学结果表明,在达州重工业环境下的碳钢腐蚀较为严重,腐蚀产物层电阻和电荷转移电阻均高于达州乡村环境,说明其表面锈层能有效保护基体,减缓基体的进一步腐蚀。

Q345qDNH桥梁耐候钢在模拟工业大气环境中的腐蚀产物膜演变规律

采用干湿交替周期浸润腐蚀试验,研究了Q345qDNH桥梁耐候钢在模拟工业大气腐蚀环境中的腐蚀行为及其腐蚀产物膜演变规律,并与Q345B钢进行了比较。结果表明:在模拟工艺大气环境中,随着浸润周期的延长,Q345qDNH钢的腐蚀质量损失量逐渐降低,并在腐蚀72 h后趋于平缓,在整个试验周期内,Q345B钢的腐蚀质量损失量始终大于Q345qDNH钢;在腐蚀后期(120 h),Q345B钢发生了严重的点蚀,而Q345qDNH钢表面锈层较完整,膜层致密性较高,对金属基体的保护作用较好,耐蚀性较好;Q345B钢和Q345qDNH钢表面腐蚀产物的主要成分均为α-FeOOH、γ-FeOOH和Fe_(3)O_(4),但各组分含量及膜层厚度存在差异;随着试验时间的延长,Q345qDNH钢表面腐蚀产物内膜层厚度明显增大,Ni、Cr和Cu氧化产物富集于内膜层,这增强了氧化膜层的致密性和稳定性,从而提高了材料的耐蚀性。

钝化处理对0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢在西沙群岛海洋大气环境下耐腐蚀性能的影响

[目的]研究未钝化和钝化处理的0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢在西沙海洋大气环境下暴露1年的腐蚀行为。[方法]采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、视频显微镜(VM)、X射线衍射仪(XRD)等仪器研究了未钝化和钝化0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢腐蚀后的表面形貌及腐蚀产物的成分。[结果]在海洋大气环境下暴露一定时间后,未钝化和钝化处理的0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢表面均发生了腐蚀,且以点蚀为主,腐蚀质量损失随时间变化的曲线符合幂函数规律,腐蚀产物的主要成分为β-FeOOH。对比腐蚀产物覆盖面积和腐蚀坑深度可知,钝化处理能够提高0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢的耐腐蚀性能,但在西沙海洋大气环境下服役时不能提供长期保护。[结论]应探索新的防护手段来提高0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢在海洋大气环境中的耐腐蚀性能。

Cu、Ni元素对耐蚀高锰阻尼钢在大气环境中腐蚀行为的影响

高锰阻尼钢因其高强度、超低屈强比、阻尼性能良好和经济性能优异等特性,在承受较大振动和冲击的桥梁、轨道交通和军工等领域展现出广阔的应用前景。而高锰钢耐蚀性能欠佳一直是限制其快速发展的关键性因素,高锰钢耐蚀性设计及其大气腐蚀行为研究均鲜有报道。为解决高锰钢耐蚀性能欠佳问题,采用真空感应熔炼和两阶段轧制工艺制备3种添加不同Cu、Ni元素含量的耐蚀高锰阻尼钢,通过大气曝晒试验、电化学测试、SEM、XRD和XPS等方法对试验材料的电化学性能、腐蚀速率、腐蚀形貌、腐蚀产物物相及结构进行表征及分析。结果表明:相较于单独添加Cu元素的高锰阻尼钢,钢中添加1.2 wt.%Cu和1.0 wt.%Ni元素腐蚀电位正移近200 mV,腐蚀电流密度降低近50%;曝晒试验后,较高含量的Cu和Ni元素协同添加使腐蚀产物中α-FeOOH含量明显提高,活性较高的MnFe_(2)O_(4)和Mn_(2)O_(3)含量降低,耐蚀产物NiOOH及CuO含量增加。腐蚀产物颗粒均匀细小,产物层整体致密光滑,保护性能提高,其腐蚀速率相较于单独添加Cu元素的高锰阻尼钢降低70%,表现出优异的耐蚀性能。所提出的高锰阻尼钢耐蚀性的成分设计方案及耐蚀机理可为未来高锰阻尼钢在桥梁中的应用提供数据支持。

纯铜在湿热海洋大气环境空调外机内部初期腐蚀行为研究

本文采用扫描电子显微镜、电化学测试、傅里叶红外光谱等分析测试手段研究了现场实证实验空调外机内部环境中,铜暴露不同时间后的腐蚀行为和腐蚀机理。结果表明空调外机内部服役环境的严酷度明显小于外部自然大气环境。样品铜暴露7~11个月之后,铜表面致密的保护性腐蚀产物Cu_(2)O发生转变,导致样品表面腐蚀产物的保护性下降,样品的腐蚀速率呈现先下降后升高的趋势。

Mg合金AZ91D在城市大气环境中的腐蚀行为

用扫描电镜、X射线衍射方法对Mg合金AZ91D在城市大气中的腐蚀层形貌,腐蚀产物进行了分析和研究。结果表明:腐蚀初期在材料表面生成一层Mg(OH)_2薄膜,随着腐蚀的不断进行,膜增厚并开裂,最终形成网状结构,在裂纹处水蒸气容易凝聚,腐蚀性气体及盐粒容易吸附,且裂纹或缝隙为氧的扩散提供了通道,造成Mg合金局部腐蚀严重,生成的腐蚀产物主要为Mg(OH)_2,Al(OH)_3,Mg_2CO_3(OH)_2·3H_2O和Mg_2(OH)_3Cl-4H_2O,这些微溶的腐蚀产物对基体起到了一定的保护作用,从而在后期降低了Mg合金的腐蚀速率。

环境因素对碳钢和低合金钢大气腐蚀的影响

环境因素对碳钢和低合金钢大气腐蚀的影响汪轩义，王光雍，屈祖玉，李长荣（北京科技大学北京１０００８３）１前言长期以来，人们在深入研究金属材料的大气腐蚀行为及机理的同时，一直在探索和总结环境因素对金属腐蚀的影响规律ｌ‘，‘－‘１．本工作根据我国大气腐蚀试...

大气腐蚀环境及环境因素模糊聚类分析

以我国大气腐蚀试验站十多年的环境因素统计为样本 ,采用模糊聚类对 8个站进行了环境分类 ;对影响大气腐蚀的 17个环境因素的相关性进行了评价 .结果表明 :我国大气腐蚀试验站环境典型 ,选站正确 ;因素间既能显示各因素的共性特征 。

大气环境腐蚀性分类分级研究综述

介绍了大气环境腐蚀性分类分级的发展状况、方法和作用,归纳了现有大气环境腐蚀性分类分级方法在等级划分、影响因素等方面存在的不足,展望了大气环境腐蚀性分类分级研究的发展趋势,并指出了开展针对高分子材料的大气环境老化严酷度分类分级研究的重要意义。

6061铝合金在模拟工业-海洋大气环境下的腐蚀研究

通过紫外辐射老化试验和周期浸润试验,利用腐蚀表面和截面形貌分析、力学性能测试及拉伸断口扫描分析等,研究了6061铝合金在模拟工业-海洋大气环境下的腐蚀行为及机理。腐蚀形貌观察发现,6061铝合金在该环境下的腐蚀由点蚀引起并扩展,同时,试样发生沿晶腐蚀,8个周期后沿晶腐蚀裂纹扩展深度达80μm。模拟工业-海洋大气环境中的硫化物不仅对试样表面的点蚀产生很大影响,而且硫酸根离子会随着腐蚀介质深入晶界,加速沿晶腐蚀。力学性能分析表明,在该环境下腐蚀8个周期后,试样的延伸率大幅下降,下降率达26%,断裂机理发生改变,点蚀和沿晶腐蚀导致6061铝合金从韧性断裂转变为解理脆性断裂。

环境因素对铝合金大气腐蚀的影响及其动态变化规律研究

采用灰关联分析法分别计算了环境因素与三种铝及铝合金在1、3、6、10年大气暴露后平均腐蚀速率的关联度,并进行了排序。对LY12cz、LY12、L6 M材料在不同暴露时间的主要环境影响因素及其动态变化规律进行了分析。结果表明,SO2、Cl-、T、RH>80%等环境因素对铝及铝合金腐蚀作用显著;尤其是SO2,而NH3和非水溶性降尘(D)的影响基本可忽略。RH>80%影响的加强可促进Cl-对铝合金腐蚀的影响,且T影响强时,Cl-和SO2有协同作用。灰关联度计算结果与各试验站实际的大气腐蚀结果相一致。

碳钢和低合金钢在污染环境中的大气腐蚀规律

通过大气暴露试验,并结合对腐蚀产物形貌和组成的观察和分析,研究了碳钢和低合金钢在污染环境中的大气腐蚀规律。

镁合金在大气环境中的电偶腐蚀

研究了AZ91D,AM50,AM60三种镁合金分别与0235碳钢、316L不锈钢、H62黄铜、 LY12铝合金4种材料组成电偶对在青岛和武汉大气暴晒实验场进行周期分别为3,6,15,20,27 个月的大气腐蚀行为及规律．结果表明,镁合金作为电偶对的阳极其腐蚀速率在与实验所用材料偶接后显著提升．其中,与Q235碳钢、316L不锈钢偶接后大气电偶腐蚀效应最大,而与LY12铝合金偶接后大气电偶腐蚀效应最小．青岛站镁合金试样的大气电偶腐蚀效应要明显高于武汉站的试样．不同镁合金的大气电偶腐蚀效应γ之间存在的基本关系为AZ91D最大,AM50最小．