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ISSN 1005-4537
CN 21-1474/TG
创刊于 1981 年 (双月刊)
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  2019年, 第39卷, 第2期 刊出日期:2019-04-15 上一期    下一期
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综合评述
镁合金应力腐蚀开裂行为研究进展
王保杰,栾吉瑜,王士栋,许道奎
中国腐蚀与防护学报. 2019, 39 (2): 89-95.   DOI: 10.11902/1005.4537.2018.186
摘要   HTML   PDF (3293KB)

系统总结了镁合金的应力腐蚀开裂行为及其微观失效机制的研究进展,重点介绍了阳极溶解、机械载荷、氢脆效应等对裂纹开裂模式的影响和作用规律,以及提高镁合金抗应力腐蚀开裂能力的处理方法及其作用机制;指出目前研究中存在的问题,并提出未来的研究重点和发展方向。

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研究报告
基于卤素效应的阳极氧化技术提高Ti48Al5Nb合金抗高温氧化性能
夏俊捷,牛红志,刘敏,曹华珍,郑国渠,伍廉奎
中国腐蚀与防护学报. 2019, 39 (2): 96-105.   DOI: 10.11902/1005.4537.2018.188
摘要   HTML   PDF (21526KB)

采用电化学阳极氧化技术在含NH4F的乙二醇电解液中对Ti48Al5Nb合金进行阳极氧化处理,以获得富铝含氟阳极氧化膜。研究了阳极氧化处理对Ti48Al5Nb合金在1000 ℃空气中的氧化行为及氧化膜组成和结构的影响。结果表明:阳极氧化处理的Ti48Al5Nb合金经高温氧化后表面可形成连续、致密的Al2O3氧化膜,且氧化膜与基体具有良好结合力,有效阻止了氧向内扩散,进而显著提高了合金的抗高温氧化性能。经1000 ℃氧化100 h后,阳极氧化试样增重由未经阳极氧化处理试样的26.73 mg/cm2降至1.18 mg/cm2。同时,阳极氧化处理改变了合金的氧化机制,抑制了氧化膜/基体界面处富Nb层的出现。阳极氧化提高Ti48Al5Nb合金抗高温氧化性能是由于氧化膜中F在高温氧化过程中表现出的“卤素效应”所致。

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核级316LN不锈钢焊接接头在高温高压水中的腐蚀性能研究
李兆登,崔振东,侯相钰,高丽丽,王维珍,尹建华
中国腐蚀与防护学报. 2019, 39 (2): 106-113.   DOI: 10.11902/1005.4537.2018.023
摘要   HTML   PDF (15506KB)

利用扫描电镜、X射线衍射和X射线光电子能谱等分析手段并结合腐蚀增重测量,研究了核级316LN不锈钢焊接接头在高温高压水中的氧化膜变化情况和抗腐蚀性能。结果表明:随着腐蚀周期的增加,腐蚀增重先降低,随后缓慢增加至稳定状态;焊接接头表面氧化膜的主要成分为FeOOH,FeCr2O4和Fe3O4;316LN不锈钢焊接接头中焊缝区具有与母材区相当的耐均匀腐蚀性能。

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尿素对燃煤电厂水冷壁管15CrMo钢腐蚀特性研究
田龙标,朱志平,张春雷,喻强,杨磊
中国腐蚀与防护学报. 2019, 39 (2): 114-122.   DOI: 10.11902/1005.4537.2018.067
摘要   HTML   PDF (8950KB)

针对某燃煤电厂水冷壁管出现的尿素腐蚀问题,在高压釜中模拟电厂现场运行工况,研究了尿素在高温条件下对水冷壁管15CrMo钢的腐蚀特性。在270 ℃、5个尿素浓度 (70,140,280,560和840 mg/L) 下进行了高温分解实验与挂片实验,同时进行了典型浓度280 mg/L、270 ℃条件下定时分解实验,测定了实验中汽、液样品的TOC值与红外吸收光谱,用电化学方法与微观表征技术 (SEM,EDS和XRD) 研究了尿素分解残液对15CrMo钢的腐蚀特性。结果表明:尿素在分解过程中会产生腐蚀性离子NH2COO-而对水冷壁管产生腐蚀,且15CrMo钢的腐蚀速率随尿素浓度的增大而加快,最大腐蚀速率达0.593 mm/a。消除脱硝系统的局部设计缺陷可以有效防止尿素对水冷壁管的腐蚀。

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钝性纯Ti在人工海水中的电化学活化行为研究
严少坤,郑大江,韦江,宋光铃,周廉
中国腐蚀与防护学报. 2019, 39 (2): 123-129.   DOI: 10.11902/1005.4537.2018.050
摘要   HTML   PDF (8121KB)

通过恒电位极化、电化学阻抗 (EIS) 和动电位扫描曲线,跟踪监测了TA2纯Ti在人工海水溶液中的电化学钝化与特定电位的活化过程,研究了不同海水成分对该过程的影响。结果表明,在1.6 V (SCE) 附近出现电流峰,有一定的活化过程。结合SEM和析氧监测结果对电流峰进行了分析,显示1.4~1.6 V (SCE) 电位范围内形成的膜层会出现明显缺陷,并且TA2表面没有气泡冒出。Mott?Schottky拟合结果显示,在出现电流峰的电位区间,钛表面膜的半导体性质发生了转变。

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海工结构用2205双相不锈钢氢致开裂行为研究
童海生,孙彦辉,宿彦京,庞晓露,高克玮
中国腐蚀与防护学报. 2019, 39 (2): 130-137.   DOI: 10.11902/1005.4537.2017.212
摘要   HTML   PDF (17888KB)

模拟了海工结构的2205双相不锈钢钢筋 (A-DSS和B-DSS) 在人工海水中不同条件下的服役行为。通过D-S双电解池氢渗透技术测试了氢在两种钢筋中的扩散行为。通过慢应变速率拉伸实验,结合SEM观察,研究了钢筋在空气以及人工海水中的拉伸断裂行为,分析了阴极极化对断裂行为的影响。结果表明,氢在A-DSS和B-DSS两种钢筋中的扩散系数D分别为2.36×10-10和2.31×10-10 cm2/s。当A-DSS和B-DSS在人工海水中外加阴极极化电位分别为-800和-700 mV (SCE) 时,两种钢筋的环境断裂敏感性最低。利用SEM观察了在外加电位下断裂试样的表面形貌,可观察到表面裂纹在铁素体相中萌生并扩展,终止于奥氏体相或两相界面。

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022Cr25Ni7Mo4N双相不锈钢选择性腐蚀行为与两相组织的关系研究
丰涵,宋志刚,吴晓涵,李惠,郑文杰,朱玉亮
中国腐蚀与防护学报. 2019, 39 (2): 138-144.   DOI: 10.11902/1005.4537.2018.166
摘要   HTML   PDF (4589KB)

采用电化学测试、热力学计算以及SEM、AES和XPS分析等方法研究了022Cr25Ni7Mo4N双相不锈钢选择性腐蚀行为与两相组织的关系。结果表明:022Cr25Ni7Mo4N双相不锈钢阳极极化曲线具有明显的“活化-钝化-过钝化”三段特征;在活化向钝化转换区间,存在两个阳极活化峰并分别对应-236~-238 mV的γ相溶解电位Eh和-287~-294 mV的α相溶解电位El;022Cr25Ni7Mo4N钢具有更高的El电位、更低的Eh电位及更小的阳极活化电位差ΔE,这与该钢较小的两相PREN差值相关;增加Cr、Mo、N含量可同时提升实验用钢αγ两相PREN值,25.4%Cr,4.8%Mo和0.28%N (质量分数) 成分条件下,两相间PREN值均可实现平衡;实验钢钝化膜中Cr主要以Cr2O3氧化物存在,α相处钝化膜过渡区宽度较γ相处的更窄。

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深海环境中304不锈钢腐蚀行为研究
彭文山,侯健,丁康康,郭为民,邱日,许立坤
中国腐蚀与防护学报. 2019, 39 (2): 145-151.   DOI: 10.11902/1005.4537.2018.103
摘要   HTML   PDF (8572KB)

采用深海高效串型试验装置对深海环境中304不锈钢进行实海腐蚀实验,并利用SEM,EDS,EIS和XPS技术,分析了304不锈钢在1200,2000和3000 m海深下的腐蚀行为。结果表明:304不锈钢在深海中的腐蚀速率较小,在1200,2000和3000 m深度海水中暴露0.5 a的腐蚀速率分别为1.84,2.07和3.11 μm/a,腐蚀速率随着海水深度的增加略微增大;各海水环境因素对304不锈钢深海腐蚀速率的影响程度由大到小为:压力>氧含量>电导率>温度>pH值;深海环境中,304不锈钢表面局部发生缝隙腐蚀,缝隙腐蚀深度随海水深度增加而加深;深海试样腐蚀产物主要是Fe3O4和NiO。

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阻锈剂的掺入方式对全珊瑚海水混凝土中钢筋锈蚀的影响
达波,余红发,麻海燕,吴彰钰
中国腐蚀与防护学报. 2019, 39 (2): 152-159.   DOI: 10.11902/1005.4537.2018.040
摘要   HTML   PDF (3225KB)

采用线性极化电阻法 (LPR) 和电化学阻抗谱法 (EIS),系统研究了暴露时间、阻锈剂种类及掺入方式对全珊瑚海水混凝土 (CASC) 中钢筋腐蚀的影响。结果表明:随着暴露时间的延长,不掺及同掺阻锈剂的普通钢筋自腐蚀电位 (Ecorr)、极化电阻 (Rp) 和电荷转移电阻 (Rct) 均逐渐降低;而暴露90 d后,预吸阻锈剂的普通钢筋EcorrRpRct均有增长的趋势,说明以预吸掺入的阻锈剂,不断地由珊瑚骨料向外释放,使得混凝土中有效的阻锈成分不断补充,一定程度上增大了Cl-通过混凝土传到钢筋表面的阻力,延缓了钢筋的锈蚀。此外,无论是掺入亚硝酸钙阻锈剂 (CN) 还是氨基醇类阻锈剂 (AA),对普通钢筋抵抗锈蚀的能力均有不同程度的提高,且随着暴露时间的延长,CN阻锈效果的衰减速率高于AA的。因此,对于海洋岛礁工程中的CASC结构,建议以预吸的方式掺入AA,有利于减弱钢筋对Cl-腐蚀的敏感性,提高CASC抗Cl-扩散渗透能力,从而延缓钢筋开始腐蚀时间,降低锈蚀的速率,达到延长CASC结构服役寿命的目的。

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海上型风力发电系统涂装体系研究
李全德,龚显龙,倪荣,戴君,隆彬,巩秀芳,孟惠民
中国腐蚀与防护学报. 2019, 39 (2): 160-166.   DOI: 10.11902/1005.4537.2018.157
摘要   HTML   PDF (7346KB)

通过附着力、中性盐雾、耐磨性、紫外老化、循环腐蚀和户外暴露实验等研究了6种不同涂料体系的防护性能,分析了它们在海上型风力发电系统涂装的可行性。结果表明:S03和S04两种环氧富锌聚氨酯涂层体系在循环腐蚀以及户外挂片实验后仍具有5 MPa以上的附着力;P04和P06两种富锌底漆锈蚀和起泡等级均为1级 (S2),且锈蚀蔓延宽度不超过2.70 mm,具有较好的耐盐雾腐蚀和抗腐蚀扩展性能;T01~T04和T06共5种聚氨酯面漆的耐磨性均大于1.0 L/μm,具有优良的耐磨性;紫外加速老化过程中,T01~T04这4种聚氨酯面漆失光率均未超过1级,具有较好的耐紫外老化和耐腐蚀性能。不同厂家同类型油漆在防护性能上仍存在较大差距,S04涂层体系具有较好的综合防护性能,推荐用于海上风力发电系统的涂装防腐。

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组分调制Ni/Cr多层膜合金化制备Ni-Cr合金覆盖层的耐腐蚀特性
冯旭,费敬银,李倍,张嫚,郭琪琪
中国腐蚀与防护学报. 2019, 39 (2): 167-175.   DOI: 10.11902/1005.4537.2018.053
摘要   HTML   PDF (9253KB)

利用双槽电沉积法制备组分调制Ni/Cr多层膜,探讨了Ni/Cr多层膜的合金化特性。借助SEM和EDS对Ni-Cr合金覆盖层的表面形貌、微观结构以及化学组成进行了表征。结果表明,减小周期厚度,提高热处理温度,延长保温时间有助于提高多层膜的合金化程度。经高温处理后,Ni-Cr合金覆盖层化学组分均一,与理论值基本吻合;其微观形貌由原来的结节状或颗粒状结构转变为块状结构,并且未产生热应力开裂等现象。与相同厚度的镍镀层和铬镀层比较,Ni-Cr合金覆盖层具有更好的耐腐蚀性能。

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EPS的主要成分-蛋白质、多糖抑制碳钢腐蚀机理研究
许萍,张硕,司帅,张雅君,汪长征
中国腐蚀与防护学报. 2019, 39 (2): 176-184.   DOI: 10.11902/1005.4537.2019.007
摘要   HTML   PDF (3981KB)

采用牛白蛋白和右旋糖酐40模拟EPS中的蛋白质、多糖,开展了蛋白质、多糖对碳钢腐蚀速率、表面形貌、腐蚀产物、电化学行为以及浸涂前后蛋白质、多糖官能团变化研究。结果表明:碳钢浸涂蛋白质、多糖后,由于氧含量降低使腐蚀产物中具有致密性的Fe3O4含量分别上升了113.6%和145.5%,腐蚀速率分别下降了17.7%和24.0%。对EIS进行等效电路拟合后表明,未浸涂的等效电路为R(QR),浸涂蛋白质、多糖后等效电路为R(Q(R(QR)))。红外光谱实验结果显示,浸涂前后蛋白质分子中的—C=O—和—COO—,以及多糖分子中的—C—OH,—CH3,—CH2—和—COO—出现峰值减弱或消失的现象,表明碳钢浸涂蛋白质、多糖后表面形成了一层保护层,上述官能团参与了腐蚀反应且对保护层的形成起着关键作用。

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添加Gd对AM60镁合金耐腐蚀性能的影响
刘丽,于思荣
中国腐蚀与防护学报. 2019, 39 (2): 185-191.   DOI: 10.11902/1005.4537.2018.052
摘要   HTML   PDF (9565KB)

采用区域凝固法制备AM60和AM60Gd1.0镁合金。采用析氢实验和电化学实验研究了添加Gd对AM60合金的显微结构和在0.9% (质量分数) NaCl溶液和模拟人体体液中的耐腐蚀性能的影响。结果表明,AM60合金由α-Mg相和β-Mg17Al12相组成,Gd的添加促进了Al2Gd相的生成;同时提高了合金的腐蚀电位,降低了腐蚀电流密度。在0.9%NaCl溶液中,AM60合金和AM60Gd1.0合金的阻抗谱均由一个高频容抗弧和一个低频感抗弧组成;在模拟人体体液中,两种合金的阻抗谱由两个高频容抗弧组成;在同一浸泡时间下,AM60Gd1.0合金阻抗谱的半径大于AM60合金的。Gd的添加提高了AM60合金的耐蚀性。

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加氢裂化空冷器管束多相流冲刷腐蚀数值模拟
姜爱国,张建文,辛亚男,丛晓明,董轼
中国腐蚀与防护学报. 2019, 39 (2): 192-200.   DOI: 10.11902/1005.4537.2018.003
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基于某加氢裂化空冷器管束的冲刷腐蚀实际状况分析,建立了数值模拟模型。采用mixture模型和标准k-ε模型描述多相湍流流动过程,以此对空冷器的管箱、管束进行全流场数值模拟,获得湍动能分布状况;进而对空冷器腐蚀状况进行研究,获得不同位置处的冲刷腐蚀和电化学腐蚀速率。结果表明,最大冲刷腐蚀速率达到4.76 mm/a,且腐蚀损伤集中在空冷器管束进口端,模拟结果与空冷器管束实际腐蚀状况一致。模拟结果表明,与电化学腐蚀相比,冲刷腐蚀是导致空冷器管束腐蚀损坏的主要原因。在此基础上,提出对空冷器结构进行改进的技术方案;模拟计算表明,结构改进后的空冷器管束的冲刷腐蚀速率大大降低,显著提高了空冷器运行的安全与稳定性。

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