微生物因其具备规模化增殖、基因编辑及环境响应等优势,在抑制腐蚀方面展示出巨大潜力。本文首先综述了国内外关于微生物抑制腐蚀的不同机制的研究进展,概述了目前已发现的诱导矿化的微生物类型及几类典型的矿化产物类型,并详细介绍了微生物矿化抑制腐蚀的机制,重点分析了如何通过成核位点优化、改变环境因素、控制脲酶的表达及3D打印等策略人为干预微生物诱导矿化实现长效腐蚀防护。最后,对微生物矿化抑制腐蚀技术面临的挑战进行总结,并对如何优化微生物矿化抑制腐蚀的技术提出了展望。
碳点(CDs)因其突出的光电性能、来源丰富、富含官能团及杂原子、绿色环保等特性,已成为新型纳米级绿色缓蚀剂的研究热点。本文从CDs结构性质出发,归纳总结目前采用自上而下和自下而上途径合成CDs的具体方法,并简要介绍了理论计算在合成CDs中的指导应用。围绕掺杂型(非金属、金属和共掺杂)、表面修饰型和生物质基为研究热点的3类CDs缓蚀剂,展开分析了不同金属在不同介质中的缓蚀性能,以及在溶液中的作用方式和缓蚀机理模型。综合在金属腐蚀防护领域的研究概况,对未来发展趋势进行了展望。旨在通过对CDs缓蚀剂的分析研究,充分挖掘利用其在金属腐蚀防护领域的优势,优化CDs制备工艺,开发出更先进、高效的腐蚀防护技术,为CDs缓蚀剂在未来的深度研究和实际应用提供一定的参考,推动金属腐蚀防护技术实现高质量发展。
金属腐蚀影响着国民经济的各个领域,对工业制造、环境保护等方面造成了严重威胁。为解决这些难题,光响应自修复涂层作为一种具有特殊功能的智能材料应运而生,它能够在光照条件下实现自我修复,从而恢复涂层的完整性和其他性能。光热自愈技术的精确性、快速响应性及众多优点表明了多种潜在的应用。本文全面概述了光响应自修复涂层的最新进展和挑战,包括自修复涂层的分类、光响应自修复的不同作用机理及在防腐、防冰、除冰和预警等领域的应用。最后,本文强调了一些尚未解决的关键挑战并讨论了该领域的未来发展方向。
针对传统氯盐型融雪剂(NaCl、CaCl2、MgCl2等)长期使用导致路面等基础设施腐蚀失效,同时对环境也造成了不可逆的损伤等因素,开发环保复合型融雪剂已成为该领域的重点研究方向之一。本文首先对目前国内外现有融雪剂的标准进行了总结;并对近期常用的氯盐型和非氯型融雪剂的制备及在使用中存在的问题进行了评述;同时,对环保型复合型融雪剂研究进展及发展方向进行了总结与展望。以期为高效环保复合型融雪剂的研制提供一定的指导。
TiAl合金作为一种新型的轻质高温结构材料,在航空航天领域具有广阔的应用前景。然而,抗高温氧化性能不足限制了TiAl合金的进一步应用。本研究采用新型溶剂热液相氟化处理技术,在Ti45Al8.5Nb合金表面引入氟化层,旨在促进合金表面原位生长出致密的Al2O3氧化层,进而提高合金的抗高温氧化性能。研究了液相氟化处理后Ti45Al8.5Nb合金在900 ℃空气中的氧化行为及氧化层组成与结构。结果表明:液相氟化处理可显著降低Ti45Al8.5Nb合金的氧化速率,经900 ℃氧化100 h后,液相氟化处理试样的氧化增重由未经处理试样的1.12 mg·cm-2降至0.45 mg·cm-2。液相氟化处理可促使Ti45Al8.5Nb合金表面生成连续且致密的Al2O3保护层,有效抑制了氧的内扩散,进而显著提高了合金的抗高温氧化性能。
通过实验研究了Inconel 718合金在750 ℃的空气、CO2和CO2-30%H2O中的氧化行为,以及合金表面涂覆75%Na2SO4 + 25%NaCl混合盐后在相同温度的空气、空气-30%H2O和CO2-30%H2O中的热腐蚀行为。结果表明,Inconel 718合金不涂盐时在空气、CO2和CO2-30%H2O中都表现出良好的抗氧化性能,表面氧化产物主要由连续均匀的Cr2O3膜组成,厚度分别为0.4 ± 0.1、1.2 ± 0.1和(0.7 ± 0.1) μm。在涂盐后,合金在空气中表现出较差的抗热腐蚀性能,腐蚀膜厚度为(10.2 ± 2.9) μm;在空气-30%H2O中的腐蚀更严重,腐蚀膜厚度增大至(12.3 ± 3.6) μm。合金在这两种气氛中形成的表面腐蚀膜由Cr2O3和少量Fe2O3组成,并且疏松多孔,存在大量剥落的迹象,合金内部发生明显的内硫化。但是,涂盐后的合金在CO2-30%H2O中合金表现出优异的抗热腐蚀性能,表面形成一层连续的Cr2O3保护膜,厚度仅为(1.7 ± 0.4) μm,能为合金基体提供有效的高温防护。
通过实验室模拟大气中液滴环境,采用丝束电极技术系统地研究了不同电导率液滴下碳钢腐蚀行为的演化规律。实验结果表明,随着腐蚀时间的延长,低电导率液滴下碳钢表面局部阴阳极电流逐渐增强,而高电导率液滴下阴阳极电流逐渐减弱。当液滴内NaCl浓度为0.001 mol/L时,实验初期电极表面阴阳极分布较为随机,而当NaCl浓度超过0.003 mol/L时,电极表面的阴阳极电流分布呈现典型的Evans模型特征。进一步研究表明,液滴电导率的变化会显著影响宏电池电流和微电池电流对总腐蚀速率的作用机制。在低电导率条件下,阴极区域的宏电池电流起到保护作用,能够有效避免腐蚀的发生;而在高电导率条件下,阴极区域在微电池电流的作用下发生了明显的腐蚀。
通过开路电位、电化学阻抗谱、动电位极化曲线等电化学测试,结合附着力测试、水接触角测试及宏/微观形貌表征等手段,详细对比研究了一种新型单组分氟碳改性环氧涂层对10#钢和LY12铝合金两种不同金属基体的长期防腐蚀性能。结果表明,通过在3.5%NaCl溶液中长期浸泡3500 h的测试,改性环氧涂层对LY12铝合金的防腐性能优于10#钢。改性环氧涂层在10#钢基体表面的失效分为4个阶段,而在LY12铝合金基体表面则分为3个阶段,且失效历程有所不同,涂层/金属界面的腐蚀是决定涂层是否快速失效的关键。铝合金上低的涂层附着力、高的水接触角以及碳钢基体上高的涂层附着力、低的水接触角是造成涂层具有不同失效历程的主要原因。
为提高奥氏体不锈钢耐液态铅铋合金腐蚀性能,本文对不同Al含量的含Al奥氏体(AFA)钢进行预氧化处理,并开展了最长达10000 h 的600 ℃饱和氧液态铅铋腐蚀实验,探究其在高温液态铅铋环境中的腐蚀行为。通过观察腐蚀样品的表面和截面形貌,对不同Al含量合金的氧化层结构和成分进行分析。结果表明,AFA钢的耐铅铋腐蚀性能随Al含量(3.5%~4.5%,质量分数)的增加而增强,且4.5Al (质量分数,%)合金的Al2O3氧化膜的破损比例≤ 20%,表现出优异的耐腐蚀性能。由于Al2O3膜的薄弱区在长期腐蚀过程中产生微观缺陷和表面NbC被氧化为Nb2O5,使四周Al2O3膜产生的微裂纹,为合金元素和氧的扩散提供快速通道,使合金发生局部内氧化现象。
研究了具有不同原始膜的B30铜镍合金初期腐蚀行为,结合原始膜与B30铜镍合金基体之间的组成和电化学差异,系统探讨了原始膜对B30铜镍合金腐蚀的影响。结果表明,原始膜中Ni的氧化物和单质碳膜的存在导致B30铜镍合金初始电位较基体更正、阻抗更高,不利于B30铜镍合金在海水中的快速形成腐蚀产物膜;尤其,当单质碳存在于原始膜中时,原始膜与基体之间的大电位差可维持较长时间,原始膜与基体间会形成“大阴极小阳极”,导致基体发生局部腐蚀,从而显著降低了B30铜镍合金的整体耐蚀性。当有原始膜试样的电位较负或可在1 h内降低并在腐蚀过程中维持在-0.1 V (相对于饱和甘汞电极电位)以下时,B30铜镍合金耐蚀性较好。当原始膜试样的电位正移并维持较长时间时,易发生点蚀,不利于B30铜镍合金的耐蚀性。开路电位及其演化特征可以作为评估原始膜对B30铜镍合金耐蚀性影响的指示参量。
为研究镁合金电化学阻抗谱中双感抗弧现象的形成机理,本研究选择均匀腐蚀为主的纯镁和局部腐蚀为主的AZ31镁合金样品作为对比样本。在质量分数为3.5%NaCl溶液中浸泡24 h后,电化学阻抗谱测试显示:纯镁样品未出现双感抗弧现象;而AZ31镁合金样品表现出明显的双感抗弧现象。进一步对样品的腐蚀形貌的分析表明:纯镁样品表面形成了较为均匀的腐蚀形貌;而AZ31镁合金同时遭受丝状腐蚀和点蚀,丝状腐蚀和点蚀不同的扩展方式导致样品表面形成了不均匀的腐蚀形貌。电化学阻抗谱与腐蚀形貌特征的分析结果表明镁合金样品中双感抗弧现象的形成与其不均匀的腐蚀形貌有关。
10CrNi5MoV低合金高强度钢在深海环境、阴极保护与应力的共同作用下,可能会引发严重的氢脆。本研究采用动电位极化、电化学阻抗谱(EIS)、慢应变速率拉伸(SSRT)等实验方法,结合扫描电镜(SEM)观察断口显微组织,研究了10CrNi5MoV高强钢在实验室模拟浅海(0 m)及深海(1000 m)环境不同阴极极化电位下的氢脆敏感性。结果表明,随着阴极极化电位负移,浅海环境下样品表现出较好的抗氢脆能力,-1050 mV时氢脆敏感性系数接近25%,深海环境下样品氢脆敏感性系数则最高达到了59.7%。深海环境虽抑制腐蚀与析氢反应的进行,却促进了氢向材料内部的扩散,显著提高了材料在阴极保护条件下的氢脆敏感性。
研究了NaCl对347H不锈钢与GH3539镍基合金在600 ℃熔融(Na, K)NO3中热腐蚀行为的影响。结果表明,NaCl加速了347H和GH3539的热腐蚀,其中对347H的加速作用更为明显。在熔融(Na, K)NO3中,347H表面能形成富Cr氧化膜,而GH3535表面则形成外层为NiO、中间层为金属Ni和内层为内氧化区的腐蚀产物层。在熔融(Na, K)NO3中加入NaCl后,Cl向金属基体扩散,使基体合金元素发生氯化反应,破坏了氧化膜与合金基体的结合力,从而加速了腐蚀,且这种加速作用随NaCl含量的升高而增强。
以深海耐压菌为实验对象,研究其在最佳生长温度28 ℃条件下对2205双相不锈钢腐蚀影响规律及作用机制,旨在为深海环境中金属使役材料的微生物腐蚀研究提供理论支撑。本文选择了从南太平洋环流区洋底沉积物中分离提纯出来的耐压海乳杆菌(M. piezotolerans),采用激光共聚焦显微镜(CLSM)、扫描电子显微镜(SEM)、射线光电子能谱(XPS)和电化学阻抗谱(EIS)等表征方法研究了2205双相不锈钢在耐压海乳杆菌中的腐蚀行为。结果表明M. piezotolerans在样品表面形成了一层具有三维结构的腐蚀产物膜。M. piezotolerans具有更小的阻抗值和更大的腐蚀电流,其均匀腐蚀速率也更低,并且M. piezotolerans培养液中样品表面出现小点蚀坑。总的来说,在M. piezotolerans菌液中,2205双相不锈钢表面附着形成的生物膜,可以在一定程度上抑制样品表面的均匀腐蚀,但加剧局部腐蚀,金属表面出现明显点蚀坑。
以三氯三嗪、正二丙胺和溴乙酰胺为原料合成得到酰胺基均三嗪季铵盐(CCDY)缓蚀剂,将其与硫脲(TU)和钨酸钠复配,通过静态失重实验和正交试验法得到最佳复配比例的高温高压CO2缓蚀剂,命名为CTLY。通过电化学实验、表面形貌分析和量子化学计算等方法系统地探究了CTLY在90 ℃、0.5 MPa CO2、3.5%NaCl溶液中对Q235钢的缓蚀性能及缓蚀机理。结果表明,CTLY对Q235钢的缓蚀率可达到96.64%。CTLY在Q235钢表面符合Langmuir吸附等温式,属于以化学吸附为主的混合吸附。电化学实验表明CTLY属于以抑制阳极反应为主的混合抑制型缓蚀剂。Nyquist图呈现单一半圆弧。表面形貌分析进一步说明CTLY具有较好的缓蚀效果。
采用真空电弧熔炼的方式,制备了固溶温度为800 ℃的TC18-0.5Cu (ST800)、固溶温度为800 ℃时效处理温度为580 ℃的TC18-0.5Cu (ST800AG580)、固溶温度为800 ℃时效处理温度为620 ℃的TC18-0.5Cu(ST800AG620)。利用抗菌实验对新型含铜钛合金的抗菌性能进行了测试,通过表面形貌、生物膜厚度分析了硫酸盐还原菌(SRB)的生长状况,并基于共聚焦显微镜拍摄结果计算了钛合金的杀菌率。结果表明,3种经过不同热处理的新型含铜钛合金的杀菌率均能达到75%以上,热处理方式对杀菌效果无显著影响。含铜钛合金具有抗菌性能是由于合金中的铜在腐蚀环境中会溶出,Cu离子破坏了SRB等细菌的细菌膜,从而抑制细菌的生长。同时通过电化学测试,表明添加少量Cu并结合适当的热处理工艺提高了材料的耐腐蚀性能。
极地船舶航行过程中会由于冰载荷的作用导致涂料脱落,引起海冰摩擦、海水腐蚀同时发生的耦合作用。本文综合模拟人工海水腐蚀、海冰摩擦和电化学技术考察两种不同组织含量的FH40极地船用低温钢的腐蚀、磨损和摩擦腐蚀耦合行为,并使用白光干涉仪与扫描电子显微镜表征钢样的微观组织结构及磨损痕迹特征,开展海水海冰协同作用的钢材失效研究,为后续新型极地船用钢研发及应用提供支持。研究结果表明:相同条件下,随着钢材晶粒度增大,其摩擦系数和腐蚀速率有较大变化,在20 ℃空气中摩擦系数从0.28增加到0.35,而在海水介质中摩擦系数从0.23增加到0.25;在0 ℃时,空气介质摩擦系数从0.38增加到0.43,海水介质摩擦下系数从0.29增加到0.32;20 ℃海水浸泡时腐蚀速率分别为3.11 × 10-3和3.86 × 10-3 mm/a;在0 ℃海水浸泡实验时腐蚀速率分别变为2.11 × 10-3和2.76 × 10-3 mm/a。晶粒尺寸变细后能够强化材料硬度,增大材料位错运动阻碍和塑性变形抗力,使材料具有更强的耐磨损腐蚀性能。电化学腐蚀摩擦试验发现磨损痕迹的横截面宽度增加、磨损量上升、腐蚀电位向负方向移动,计算出由腐蚀引起的磨损增量WC和由磨损引起的腐蚀增量CW皆为正值,这些都为摩擦腐蚀相互耦合作用、互相促进提供有利的证明。
7075铝合金在海洋环境中常受到磨损与腐蚀的双重作用,导致长期累积失效,对海上作业的安全与效率构成严重威胁。然而,磨损和腐蚀对7075铝合金腐蚀行为的影响机制目前尚不清晰。基于此,本文通过改变加压载荷和摩擦频率探究7075铝合金的磨损腐蚀行为,根据摩擦系数(COF)、开路电位和动电位极化研究其磨损腐蚀行为,利用SEM观察磨损磨痕的微观形貌,及EDS能谱分析其磨痕成分。结果表明,在不同摩擦频率和加压载荷条件下COF值均有不同程度的上升;相较于静态腐蚀环境,铝合金在摩擦条件下电流密度显著增加了2~3个数量级;当摩擦作用较低时(5 N-0.01 Hz和5 N-0.10 Hz)为磨粒磨损,摩擦作用较高时则为黏着磨损,表现为大颗粒撕裂形貌;摩擦腐蚀导致材料的损失不是静态腐蚀和机械磨损的简单叠加。
通过拉伸、压缩、弯曲、冲击等力学性能检测,结合形貌表征、红外光谱分析、吸湿率测试等方法研究了玻璃纤维增强乙烯基酯复合材料(GFRP)在60 ℃-80%RH、60 ℃-95%RH、80 ℃-95%RH 3种高温高湿环境下的失效行为。结果表明,高温高湿环境下,湿度主要影响了GFRP材料的饱和吸湿率,温度是水扩散系数增加的主因,从而导致80 ℃-95%RH下GFRP材料的损伤最严重。60 ℃-80%RH和60 ℃-95%RH两种高温高湿环境下,GFRP的老化程度并未出现明显差异,在拉伸、弯曲、压缩、冲击性能测试中,压缩强度的下降最为显著,仅老化49 d后,两种环境下GFRP压缩强度分别下降了18.18%和22.22%,失效的主要原因是材料吸水导致树脂基体溶胀和塑化。80 ℃-95%RH环境下,冲击强度下降最为显著,仅老化49 d后便下降了51.43%,失效的主要原因是树脂/纤维界面的破坏。
为了探究含CO2地层水环境下不同温度对油井管钢腐蚀行为的影响,对J55钢石油套管钢在含CO2溶液中浸泡10、30和50 d后的腐蚀性能进行了研究。结果表明,在不同温度下,随着浸泡时间的延长,J55钢腐蚀速率均呈现先降低后升高的趋势,其中在25 ℃时腐蚀速率最高,-20 ℃时最低。XRD结果显示,试样腐蚀产物主要由FeCO3组成,同时伴有Fe2O3、α-FeOOH和γ-FeOOH。SEM结果显示,在常温条件下,不同浸泡时间的试样表面均覆盖一层疏松多孔的锈层,而低温条件下,试样表面附着腐蚀产物较少且多呈团聚状态。试样表面三维形貌分析表明,所有试样均表现出点蚀特征,不同温度下,随着浸泡时间的延长,蚀坑深度和最大体积均逐渐增加。
由于CO2驱采油井腐蚀环境复杂,油管在苛刻的油井环境中出现了较多的腐蚀失效案例。对失效油管进行全面分析有助于阐明失效原因和提出有效的防护措施。本文结合显微组织、力学性能、腐蚀产物和表面形貌等分析,研究了服役在CO2驱采油井中N80油管的失效行为和机理。结果表明,采出油水溶液中高浓度的Cl-、H2S、CO2等和应力的共同作用导致N80油管发生了硫化物应力腐蚀开裂。螺纹接箍处的缝隙内外形成电偶效应引发缝隙腐蚀,与应力的协同作用增加了应力腐蚀开裂敏感性。微裂纹沿螺纹表面应力集中较高的蚀坑内萌生,向内壁扩展。Cl-和硫化物富集在蚀坑底部、裂纹尖端和螺纹底部,为裂纹扩展提供了驱动力。最终裂纹快速穿透管壁,导致N80油管脆性断裂而失效。
聚焦激光选区熔化(SLM)制造的GH4099合金,探讨其在900 ℃下75%Na2SO4 + 25%NaCl混合盐中的热腐蚀行为。采用真空感应气雾化制备的粉末,经特定SLM工艺成型,并对部分试样热处理。通过金相显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和能谱仪(EDS)等手段分析热处理前后试样的微观组织、腐蚀动力学及产物。结果表明SLM试样合金有微米级的胞状亚晶与MC碳化物,热处理后晶粒长大且析出新相。腐蚀动力学表明SLM试样初期失重快,后期SLM试样和经过热处理试样(HT)均腐蚀明显。腐蚀产物分4层,热腐蚀机理为酸性溶解腐蚀机理,热处理试样因M23C6和γ′相而具备更好耐热腐蚀性能。
采用料浆烧结法在TZM (Ti-Zr-Mo)合金表面制备不同含量粘结剂的硅化物涂层,采用扫描电镜、X射线衍射仪研究不同粘结剂含量涂层微观结构及物相组成,进而探究了涂层高温抗氧化性能。结果表明,在聚乙烯醇缩丁醛(PVB)含量(质量分数)低于10%时,随着PVB含量的提高,裂纹数目减少且宽度减小,氧化失重相对较少;但在当PVB含量高于10%时,裂纹和失重情况并无明显改善;PVB含量在10%情况下达到最优效果。随着氧化持续进行,Si元素持续贫化导致涂层最终失效。
316L不锈钢母材具有很好的耐蚀性在含硫天然气净化设备及管道中被广泛使用。但焊缝区和热影响区的耐蚀性能可能较低,存在较高的腐蚀风险。因此,开展316L不锈钢焊接接头的耐蚀性能研究对保障含硫天然气净化设备及管道的运行安全有着重要意义。本文通过失重法、超景深三维扫描显微镜和X射线光电子能谱(XPS)分析技术研究了316L不锈钢母材、焊缝、热影响区在模拟工况下的腐蚀行为。通过XPS技术和Mott-Schottky方法对3种钝化膜的成分和半导体特性进行分析。结果表明:不含H2S时,3种材质无明显的腐蚀,均匀腐蚀速率仅为0.001~0.004 mm/a。含H2S时,其含量越高,腐蚀速率越高;在120 ℃、0.1 MPa H2S的条件下,焊缝、母材、热影响区的均匀腐蚀速率分别为0.316、0.472、0.551 mm/a,局部腐蚀速率分别为86.590、42.757、60.861 mm/a;在90 ℃,1 MPa H2S下,3种材质的均匀腐蚀速率分别为1.136、1.001、0.861 mm/a,局部腐蚀速率分别为125.595、90.297、124.291 mm/a。以上结果表明,焊缝是发生局部腐蚀的高风险区域,其局部腐蚀速率约为母材的1.4~2倍。XPS结果显示,腐蚀产物主要为Fe的硫化物、Fe的氧化物、Cr(OH)3。钝化膜的半导体特性分析显示,焊缝区域的载流子浓度最高,因此该区域的钝化容易遭到破坏,发生局部腐蚀的风险增加。
采用电化学测试、扫描电子显微镜和分子动力学模拟计算等手段研究咪唑啉磷酸酯对7075铝合金电偶腐蚀的抑制行为。结果表明,7075铝合金中的AlCuFeMn相能够引起微电偶腐蚀效应,导致点蚀发生。当和X70钢偶接时,电偶效应能够显著加速局部腐蚀发展。加入咪唑啉磷酸酯后,无论是否与X70钢进行偶接,7075铝合金都表现为弱钝化特征,且浸泡以后7075铝合金表面均没发展成明显的局部腐蚀,说明咪唑啉磷酸酯对7075铝合金腐蚀及电偶腐蚀具有较好的抑制作用。通过分子动力学模拟计算表明,在Al、Fe、Cu和Al2O3表面的吸附能远远大于O2、Cl-、H2O和H3O+等侵蚀性物质的吸附能,在金属表面能够形成保护性的分子膜层,从而抑制铝合金的腐蚀。
探讨了304不锈钢在硝酸盐和硫酸溶液中钝化时间对其耐蚀性能的影响,采用电化学方法研究耐蚀性能,确定最佳钝化时间,利用表面分析技术对极化后的试样进行腐蚀形貌分析。研究结果表明,钝化时间对304不锈钢的耐蚀性能具有显著影响。随着钝化时间的延长,耐蚀性先增强后减弱,钝化时间为70 min时耐蚀性最好。与钝化70 min相比,90 min时钝化膜的腐蚀电流密度Icorr由7.032 × 10-7升至3.630 × 10-6 A·cm-2,钝化膜电阻Rf由5.514 × 104降至1.024 × 104 Ω·cm2,施主密度ND由2.580 × 1020升至11.47 × 1020 cm-3,耐蚀性能下降。
采用电化学腐蚀和浸泡腐蚀实验,结合扫描电镜等,研究了平行磁场下顺磁性镧铁硅基磁热合金在0.1 mol/L NaClO4溶液中的微电偶腐蚀行为。实验结果表明,施加平行磁场后,La-Fe和La-LaFe13.9Si1.4电偶对的电流密度增大,而LaFe13.9Si1.4-Fe电偶对的电流密度减小。电化学阻抗谱和动电位极化测试表明,平行磁场能降低La-LaFe13.9Si1.4材料的腐蚀速率。浸泡实验结果表明,施加平行磁场后,材料腐蚀程度较低,腐蚀坑小且数量少,无明显腐蚀产物。以上实验结果主要是由于液体中磁流体动力的搅拌作用导致。
通过形貌观察、成分分析、微生物分析及电化学测试等方法,研究耐微生物腐蚀(MIC)油管钢的硫酸盐还原菌(SRB)腐蚀行为。结果表明:SRB环境中耐MIC钢表面附着的活跃细菌数量大幅减少,生物膜厚度减小,耐MIC钢有效抑制了表面生物膜的附着生长;耐MIC钢具有更高的自腐蚀电位、更低的腐蚀电流密度和更大的电荷转移电阻;耐MIC钢表面腐蚀产物少,主要为致密的α-FeOOH,而普通钢表面则以疏松的Fe3O4为主,普通钢的失重腐蚀速率约为耐MIC钢的1.83倍,通过优化Cu-Cr-Ni三元合金体系,所制备的油管钢抗菌与耐蚀性能均提升。
硫化物在特殊海洋环境(如深海热液区、工业污染区等)中十分常见,本研究通过电化学技术原位监测TC4钛合金的腐蚀磨损过程,并利用台阶仪与3D轮廓仪对磨损后的体积进行量化,结合扫描电子显微镜和能谱仪观测微观形貌及成分,讨论S2-浓度对TC4钛合金在3.5%NaCl溶液中腐蚀-磨损动态损伤过程中的影响。结果表明,TC4钛合金的总腐蚀磨损量随着S2-浓度的增加显著增大,且磨损机制从单纯磨料磨损转变为磨料、疲劳磨损共存的复合机制。在腐蚀磨损过程中,当S2-浓度从0 mmol/L增加到60 mmol/L时,TC4钛合金的开路电位降低了400 mV左右。同时,腐蚀电流密度增大了近2个数量级。腐蚀磨损交互量化分析表明,腐蚀促进磨损分量占比从2.94%提升到5.59%。海水环境中的S2-破坏了钛合金表面钝化膜,加速局部腐蚀并加剧磨痕区域的二次溶解,最终导致TC4钛合金在腐蚀磨损过程中的耦合损伤效应显著增强。
研究了低温扩散预处理对含B超级奥氏体不锈钢S31254钢高温时效过程中晶界析出相及耐蚀性的影响。结果表明,含B超级奥氏体不锈钢经过低温300 ℃不同时间扩散处理,可改变B在晶界的分布,低温扩散时间越长,对后续高温时效处理中析出相的析出影响越明显,其中300 ℃保温60 min的试样抑制高温时效析出相析出明显。B参与了晶界析出相的析出,含B富Mo析出相相界面具有更好的耐蚀性能。经过300 ℃不同时间扩散处理后,S31254钢高温时效组织中析出相明显减少。