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ISSN 1005-4537
CN 21-1474/TG
创刊于 1981 年 (双月刊)
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  2023年, 第43卷, 第1期 刊出日期:2023-02-15 上一期    下一期
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综合评述
层状双金属氢氧化物对镁合金的保护作用及自愈性能研究进展
赵艳亮, 赵景茂
中国腐蚀与防护学报. 2023, 43 (1): 1-5.   DOI: 10.11902/1005.4537.2022.030
CSTR: 32134.14.1005.4537.2022.030
摘要   HTML   PDF (543KB)

层状双金属氢氧化物 (LDH) 对腐蚀介质具有优异的阻隔性能和离子交换性能,在金属腐蚀与防护领域有着良好的应用前景。本文综述了缓蚀剂插层LDH在镁合金腐蚀防护方面的研究与应用进展,介绍了新型LDH的制备以及自愈性能评价技术,最后展望了未来的研究方向。

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固体氧化物燃料电池金属连接体腐蚀研究进展
王碧辉, 肖博, 潘佩媛, 刘聚, 张乃强
中国腐蚀与防护学报. 2023, 43 (1): 6-12.   DOI: 10.11902/1005.4537.2022.049
CSTR: 32134.14.1005.4537.2022.049
摘要   HTML   PDF (1831KB)

固体氧化物燃料电池 (SOFC) 常用廉价、易加工、导电性强的铁素体不锈钢作为连接体材料。然而,SOFC电堆中苛刻环境限制连接体的使用。本文介绍了近年来连接体材料腐蚀行为的研究现状,综述了空气、燃料气氛、双重气氛、微量合金元素、接触环境等因素对连接体腐蚀的影响规律,系统地阐述了连接体材料的腐蚀机理,并指出连接体腐蚀行为研究中存在的不足以及未来发展方向。

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醋酸环境下金属材料腐蚀行为的研究进展
刘明明, 杨小兵, 陈晓琪, 王政彬, 郑玉贵, 贺春林
中国腐蚀与防护学报. 2023, 43 (1): 13-21.   DOI: 10.11902/1005.4537.2022.186
CSTR: 32134.14.1005.4537.2022.186
摘要   HTML   PDF (1311KB)

以醋酸环境下金属部件的腐蚀失效案例为导向,总结了金属材料在醋酸环境下的腐蚀机理、影响因素 (如醋酸温度、浓度、杂质等) 及防护措施,旨在为醋酸环境用金属材料的选择以及制定合理的防腐方案提供一定指导。

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保温层下腐蚀监检测技术研究进展
王伟杰, 汉继程, 毛阳, 官自超, 狄志刚, 缪磊, 马胜军
中国腐蚀与防护学报. 2023, 43 (1): 22-28.   DOI: 10.11902/1005.4537.2022.039
CSTR: 32134.14.1005.4537.2022.039
摘要   HTML   PDF (932KB)

综述了电化学噪声、电容成像、无线射频识别、红外热成像、分布式光纤、微波等几种腐蚀监检测技术在保温层下腐蚀 (CUI) 应用的研究现状,并根据监检测CUI隐患所处不同阶段将其分为CUI前期、中期和后期监检测技术,讨论指出前期监检测技术用于推测CUI倾向,而后期监检测技术仅能检出金属缺失量达到一定程度的不可逆转损伤,目前CUI监检测技术还存在数据解读不充分的问题,准确性和精度还有待于进一步提高,并展望了该领域进一步的研究方向。

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区域性大气腐蚀图绘制技术研究进展
樊志彬, 李辛庚, 王晓明, 王倩
中国腐蚀与防护学报. 2023, 43 (1): 29-37.   DOI: 10.11902/1005.4537.2022.060
CSTR: 32134.14.1005.4537.2022.060
摘要   HTML   PDF (615KB)

大气腐蚀图是一种在地理地图上描述目标区域大气环境腐蚀性强弱的图示方法,可为工程的防腐设计、运行维护和寿命预测等提供数据支持,对于节支防腐成本和保障工程安全意义重大。大气腐蚀图由最初的栅格、等值线图发展到了更为直观、更方便读取的色斑图。剂量响应函数的发展解决了从暴露试验中难以获取足够腐蚀数据的问题,绘图者可通过环境数据快速地计算出目标区域的大气腐蚀数据。在大气腐蚀图绘图中主要使用反距离加权和克里金插值模型实现数据空白区域的赋值,但是相关模型的适用性和误差分析未见研究报道。基于大气腐蚀图绘制技术的发展现状,建立能够反映材料腐蚀机理、适用性更强且误差更小的剂量响应函数和研究更适用于大气腐蚀数据的空间插值模型是大气腐蚀图绘制技术的发展方向。

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大气腐蚀在线监测技术研究现状与展望
周梦鑫, 吴军, 樊志彬, 周学杰, 陈昊
中国腐蚀与防护学报. 2023, 43 (1): 38-46.   DOI: 10.11902/1005.4537.2022.027
CSTR: 32134.14.1005.4537.2022.027
摘要   HTML   PDF (644KB)

综述了大气环境下金属腐蚀和涂层腐蚀在线监测技术。对于金属大气腐蚀,介绍了电阻探针法、电偶腐蚀电池、电化学阻抗谱、电化学噪声法、表面超声波技术、石英晶体微天平技术和射频识别技术等多种在线监测方法的原理及其研究现状;对于大气环境涂层腐蚀,从电化学方法、非电化学方法、不同监测方法相结合等三方面进行了阐述。总结了当前大气腐蚀在线监测亟待解决的问题,并从“互联网+”智慧防腐方向出发,结合腐蚀大数据的发展,对大气腐蚀在线监测技术未来方向进行了展望。

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研究报告
5083铝合金在模拟海洋浪花飞溅区的局部腐蚀行为
毛英畅, 祝钰, 孙圣凯, 秦真波, 夏大海, 胡文彬
中国腐蚀与防护学报. 2023, 43 (1): 47-54.   DOI: 10.11902/1005.4537.2022.162
CSTR: 32134.14.1005.4537.2022.162
摘要   HTML   PDF (8785KB)

搭建了模拟海洋浪花飞溅腐蚀测试装置,采用电化学阻抗谱 (EIS) 技术和形貌分析方法研究了5083铝合金在模拟浪溅区的局部腐蚀行为,并比较了其与全浸区腐蚀行为的差异性。实验结果表明:浪溅区由于冲刷作用腐蚀类型较为复杂,呈现孔蚀、晶间腐蚀与剥落腐蚀等多种局部腐蚀形态,且表面覆盖有大量腐蚀产物,局部腐蚀深度约40~80 μm。全浸区仅存在分散分布的小蚀坑,深度约5 μm,且多数起源于夹杂物处。夹杂物作为阴极相,附近的铝合金基体为阳极区发生溶解。浪花飞溅区蚀坑形状与水流方向有关,蚀坑下边缘在水流剪切力与腐蚀的共同作用下发生了层状剥落,导致蚀坑深度变化较缓,呈台阶状。EIS测试结果表明,浪溅区的极化电阻值约为全浸区的20%~50%,而有效电容值约为全浸区的2倍,表明浪溅区的腐蚀速度远大于全浸区。

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镍基单晶高温合金N5及其纳米晶涂层在900 ℃下O2和O2+20%H2O气氛中的氧化行为
杨依凡, 孙文瑶, 陈明辉, 王金龙, 王福会
中国腐蚀与防护学报. 2023, 43 (1): 55-61.   DOI: 10.11902/1005.4537.2022.040
CSTR: 32134.14.1005.4537.2022.040
摘要   HTML   PDF (8855KB)

以镍基单晶高温合金N5为基体,采用磁控溅射技术在基体表面沉积与其成分相同的纳米晶涂层,并对比研究合金及其纳米晶涂层在900 ℃下O2和O2+20% (体积分数) H2O气氛中的氧化行为。结果表明,水蒸气加快了合金和涂层的氧化速率,促进合金表面氧化膜的剥落,并且影响了氧化膜的组成和结构。在O2和O2+H2O环境中,合金表面氧化膜都由外层NiO、中间层NiAl2O4和内层Al2O3组成;但在O2+H2O环境中,合金氧化速率较大,外层氧化膜发生剥落。纳米晶涂层显著提高了合金的抗高温氧化性能,在O2气氛中表面形成Al2O3,而在O2+H2O气氛中表面氧化膜主要为NiAl2O4。同时,纳米晶涂层表面氧化膜未发生开裂和剥落,起到良好的保护作用。

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质子交换膜燃料电池不锈钢双极板表面Cr2AlC涂层的制备与耐蚀性能
刘云, 任延杰, 陈荐, 周立波, 邱玮, 黄伟颖, 牛焱
中国腐蚀与防护学报. 2023, 43 (1): 62-68.   DOI: 10.11902/1005.4537.2022.008
CSTR: 32134.14.1005.4537.2022.008
摘要   HTML   PDF (8145KB)

采用直流磁控溅射技术在304不锈钢双极板表面沉积Cr2AlC MAX相涂层。利用扫描电镜 (SEM)、X射线衍射 (XRD)、X射线光电子能谱 (XPS) 等对涂层的形貌、微观组织进行分析;采用电化学方法研究了Cr2AlC涂层对不锈钢在0.01 mol/L H2SO4溶液中耐蚀性能的影响。结果表明:涂层致密均匀,主要由Cr2AlC MAX相组成;沉积Cr2AlC涂层后,304不锈钢的腐蚀电流密度为2.43×10-7 A·cm-2,下降了两个数量级;恒电位极化后,阳极和阴极的电流密度分别稳定在2.44×10-8和2.3×10-7 A·cm-2;在腐蚀介质中的电荷转移电阻值高于105 Ω·cm2,表明Cr2AlC涂层在质子交换膜燃料电池模拟环境中具有良好的耐腐蚀性能。

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317L/FH40复合板在不同温度下摩擦-腐蚀耦合作用机理研究
孙士斌, 赵子铭, 高珍鹏, 宫旭辉, 王东胜, 强强, 常雪婷
中国腐蚀与防护学报. 2023, 43 (1): 69-76.   DOI: 10.11902/1005.4537.2022.013
CSTR: 32134.14.1005.4537.2022.013
摘要   HTML   PDF (11417KB)

针对在极地环境使用的特殊海水-海冰摩擦-腐蚀耦合作用环境,使用UMT-2型多功能摩擦磨损实验机分别测试了新型FH40级低温钢板、抗海水腐蚀性能优异的317L不锈钢以及两种钢板焊接部位在不同条件下的往复摩擦-腐蚀耦合行为;使用金相显微镜、白光干涉仪以及扫描电子显微镜表征了钢样的显微组织形貌和磨痕形貌。结果表明:随着环境温度从20 ℃降低到-20 ℃,FH40钢及焊缝处的摩擦系数和磨损量都明显增加,而317L不锈钢变化不大;值得关注的是,在海水环境中进行摩擦测试时,可见317L不锈钢的整体损失量远远低于FH40钢及焊缝处的,证明317L不锈钢可应用于极地破冰船船体外表面。另外,使用电化学阻抗、极化技术测试了钢材耐蚀性能,以期确定低温环境对复合钢板耐蚀性的影响。结果证明复合板焊缝处在常温及低温条件下,腐蚀速率皆低于FH40低温钢,两种钢板复合仍保持良好耐蚀性。

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菟丝子提取物与碘化钾对冷轧钢在盐酸中的缓蚀协同效应
吴浩, 邓书端, 李向红
中国腐蚀与防护学报. 2023, 43 (1): 77-86.   DOI: 10.11902/1005.4537.2022.037
CSTR: 32134.14.1005.4537.2022.037
摘要   HTML   PDF (8469KB)

以寄生植物菟丝子 (CCL) 为原料,通过回流提取法从中提取制备出菟丝子提取物 (CCLE),通过失重法、动电位极化曲线和电化学阻抗谱 (EIS) 测定CCLE和碘化钾 (KI) 复配后对冷轧钢在1.0 mol/L HCl溶液中的缓蚀协同效应。结果表明,CCLE对冷轧钢在HCl中有较好的缓蚀作用,最大缓蚀率为84.0%;其与KI复配后,最大缓释率可进一步提升到90.8%。缓蚀协同效应系数在各复配浓度和温度下均大于1。CCLE和CCLE/KI在冷轧钢表面均符合Langmuir吸附等温式,复配后的吸附平衡常数和标准吸附Gibbs自由能 (ΔG0) 绝对值进一步增大。CCLE和CCLE/KI复配均属于混合抑制型缓蚀剂,但复配后对阴阳两极的抑制作用进一步增强。Nyquist图谱呈现单一半圆容抗弧,CCLE和KI复配后,电荷转移电阻明显增大。扫描电子显微镜 (SEM) 和原子力显微镜 (AFM) 表面形貌观察也表明,CCLE和KI复配后有效抑制了HCl对冷轧钢表面的腐蚀,两者存在缓蚀协同效应。

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300M超高强度钢在模拟海洋环境中的腐蚀行为研究
李晗, 刘元海, 赵连红, 崔中雨
中国腐蚀与防护学报. 2023, 43 (1): 87-94.   DOI: 10.11902/1005.4537.2022.035
CSTR: 32134.14.1005.4537.2022.035
摘要   HTML   PDF (14467KB)

采用模拟海水全浸区的浸泡实验和模拟海洋大气区的中性盐雾实验,结合宏观和微观形貌、三维形貌、腐蚀产物分析以及电化学阻抗谱 (EIS) 和动电位极化曲线 (PDP) 测试,研究了起落架用300M超高强度钢在模拟海洋环境中的腐蚀行为以及pH对其电化学行为的影响。结果表明:300M超高强度钢对pH的变化敏感,随着pH的降低,开路电位正移;阳极过程始终由活性溶解控制,阴极过程由氧还原为主转变为析氢反应为主;容抗弧半径下降,电荷转移电阻下降,腐蚀电流密度上升,腐蚀加快。失重法得出的腐蚀速率说明在盐雾环境中比人工海水环境中的腐蚀更为严重;两种环境中的腐蚀产物均主要由α-FeOOH、γ-FeOOH、α-Fe2O3和Fe3O4组成;腐蚀呈现均匀腐蚀的特征。由于氧浓度和Cl-浓度的差异导致300M超高强度钢在两种环境中的腐蚀电化学和腐蚀产物沉积过程改变,从而腐蚀行为出现差异。盐雾环境中供氧充足,同时试样表面覆盖的薄液膜促进了腐蚀产物沉积使腐蚀更为严重。

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690 MPa级耐候桥梁钢焊接接头在模拟工业大气环境下的耐蚀性研究
程鹏, 刘静, 牟文广, 黄峰, 黄先球, 庞涛
中国腐蚀与防护学报. 2023, 43 (1): 95-103.   DOI: 10.11902/1005.4537.2022.104
CSTR: 32134.14.1005.4537.2022.104
摘要   HTML   PDF (14150KB)

采用周期浸润腐蚀实验和电化学测试方法,结合扫描电镜 (SEM)、电子探针 (EPMA) 等表面测试技术研究了690 MPa级耐候桥梁钢焊接接头在模拟工业大气环境下的耐蚀性。结果表明,在腐蚀初期,由于微观组织的不同,以铁素体为主的焊缝区耐蚀性优于贝氏体为主的母材区,同样由于晶粒粗大且分布不均匀导致贝氏体组织的热影响区耐蚀性最差,焊接接头不同微区域未发生明显电偶腐蚀;在腐蚀后期,Cu、Cr等在焊接接头不同区域的锈层中明显富集,Ni在焊缝区锈层中富集量远高于母材区和热影响区,焊缝区由于合金元素含量较高使其锈层更加平整致密且具有较高的极化电阻和阻抗值,导致整个焊接接头的耐蚀性能好于母材。

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烧结NdFeB表面Zn-Al涂层制备及耐腐蚀机理研究
江杰, 姜建军, 杨丽景, 雷步芳, 赵宇, 林建强, 宋振纶
中国腐蚀与防护学报. 2023, 43 (1): 104-110.   DOI: 10.11902/1005.4537.2022.003
CSTR: 32134.14.1005.4537.2022.003
摘要   HTML   PDF (7196KB)

在烧结钕铁硼永磁试样表面制备了无铬锌铝烧结涂层,并确定了工艺参数。利用扫描电子显微镜 (SEM)、能谱仪 (EDS)、X射线衍射仪 (XRD)、Fourier变换红外光谱 (FTIR)、热重分析和差热综合热分析仪 (TG-DTA) 对涂层的形貌、组成和形成机理进行了观察和研究。讨论了涂层耐腐蚀机制及其对磁体磁性能的影响。结果表明:Zn-Al涂层均匀地涂覆于NdFeB磁体表面,涂层厚度约为27 µm,耐中性盐雾实验能力高达1000 h以上,对NdFeB基体起到阴极保护作用和物理屏蔽功能。

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温度对钛合金应力腐蚀行为的影响
李文桔, 张慧霞, 张宏泉, 郝福耀, 仝宏韬
中国腐蚀与防护学报. 2023, 43 (1): 111-118.   DOI: 10.11902/1005.4537.2022.028
CSTR: 32134.14.1005.4537.2022.028
摘要   HTML   PDF (8445KB)

通过在实验室控制海水温度模拟不同海域和季节海水环境。采用恒位移应力腐蚀实验和慢应变速率拉伸实验 (SSRT) 考察温度对Ti80钛合金应力腐蚀敏感性的影响规律,结合电化学阻抗谱、Mott-Schottky曲线以及三维视频显微镜和扫描电镜 (SEM) 分析温度对钛合金的影响机制。结果表明:在常压,5~35 ℃范围内,随着温度的降低,钛合金样品的应力腐蚀开裂敏感性指数逐渐增大,临界强度因子K1SCC值逐渐减小,应力腐蚀倾向增加。低温海水环境下样品断口局部甚至出现河流花样特征和撕裂岭准解理特征。这是因为低温海水环境中钛合金样品裂纹尖端钝化膜电阻较小、缺陷较多、位错容易堆积从而导致钝化膜局部应力集中,膜致应力增大,与外加应力协同作用下,裂纹成核和扩展加快,导致钝化膜难以修复 ,应力腐蚀速率加快。

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静态和动态海水中B10铜镍合金管的腐蚀行为研究
王晓, 刘峰, 李焰, 张威, 李相波
中国腐蚀与防护学报. 2023, 43 (1): 119-126.   DOI: 10.11902/1005.4537.2022.024
CSTR: 32134.14.1005.4537.2022.024
摘要   HTML   PDF (9281KB)

采用可原位测量的管流式试验装置,利用失重和电化学阻抗谱测试对比研究了B10管在静态和动态天然海水中的腐蚀行为及其随时间的变化,并通过SEM、XPS等分析了其腐蚀形貌及腐蚀产物。结果表明,在两种海水暴露条件下,试样的腐蚀速率随时间的延长逐渐降低。B10管表面在静态下生成的腐蚀产物主要是Cu2O,而在动态条件下则为NiO、Cu2O和FeOOH,其中NiO和FeOOH的存在降低了腐蚀速率,提高了B10管的耐蚀性。本文研究表明冲刷状态有利于B10管表面形成更为致密的腐蚀产物膜,对基体起到良好的保护作用。研究结果可为海水管路动态条件下B10管成膜质量和服役性能评价提供实验依据。

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20#钢/锡青铜偶对在流动海水中的电偶腐蚀行为研究
刘近增, 邢少华, 钱峣, 张大磊, 马力
中国腐蚀与防护学报. 2023, 43 (1): 127-134.   DOI: 10.11902/1005.4537.2022.001
CSTR: 32134.14.1005.4537.2022.001
摘要   HTML   PDF (9719KB)

20#钢穿舱件和锡青铜阀电偶腐蚀是船舶海水管路系统严重腐蚀部位之一。为控制20#钢/锡青铜电偶腐蚀延长海水管路系统寿命,本文通过原位测量20#钢管材和ZCuSn5Pb5Zn5锡青铜管材在静态以及1、3和5 m/s流速海水中的电偶电位和电偶电流,分析电偶腐蚀速率随时间和流速的变化规律;同时采用扫描电镜 (SEM) 和激光Raman光谱仪分析腐蚀形貌和腐蚀产物组分。结果表明,在不同流速海水中,20#钢与ZCuSn5Pb5Zn5合金间存在明显的电偶腐蚀倾向,20#钢作为阳极加剧腐蚀,ZCuSn5Pb5Zn5合金作为阴极受到保护;相比于静态海水,20#钢阳极极化电流密度和ZCuSn5Pb5Zn5合金阴极极化电流密度在流动海水中显著增加,电偶腐蚀显著加剧,1 m/s流速下的电偶腐蚀速率是静态下的17.5倍;当海水流速达到5 m/s后,20#钢表面形成了致密性较高、活性低的腐蚀产物沉积层,电偶腐蚀速率减小。

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SiCp尺寸对铸态AZ91镁合金显微组织与腐蚀性能的影响
吕鑫, 邓坤坤, 王翠菊, 聂凯波, 史权新, 梁伟
中国腐蚀与防护学报. 2023, 43 (1): 135-142.   DOI: 10.11902/1005.4537.2022.006
CSTR: 32134.14.1005.4537.2022.006
摘要   HTML   PDF (17910KB)

采用半固态搅拌铸造方法制备出亚微米SiCp增强AZ91复合材料 (S1)、微米SiCp增强AZ91复合材料 (M10) 以及双尺度SiCp增强AZ91复合材料 (S1+M9)。利用OM、SEM、XRD、浸泡法、电化学测试等研究了不同尺寸SiCp对铸态AZ91镁合金显微组织与腐蚀性能的影响。结果表明,SiCp的添加可以显著细化AZ91镁合金中半连续网状Mg17Al12相,这归因于SiCp对Mg17Al12相的异质形核作用。Mg17Al12相能够包裹亚微米SiCp析出,并且可以依附微米SiCp表面析出。通过对比含有相同SiCp体积分数的S1+M9和M10,可以看出S1+M9的耐蚀性相比M10显著降低,表明当SiCp含量一定时,SiCp的尺寸从微米变为亚微米会导致AZ91镁合金的耐蚀性降低。

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2A97铝锂合金典型防护涂层热带海洋大气环境腐蚀老化行为
贾静焕, 刘明, 骆晨, 孙志华, 赵明亮, 李晓刚
中国腐蚀与防护学报. 2023, 43 (1): 143-151.   DOI: 10.11902/1005.4537.2022.277
CSTR: 32134.14.1005.4537.2022.277
摘要   HTML   PDF (37331KB)

将2A97铝锂合金典型防护涂层在万宁自然环境试验站进行户外暴露,并采用表面及截面形貌观察、红外光谱、电化学阻抗谱等方法,研究2A97铝锂合金涂层试样在热带海洋大气环境下的腐蚀老化行为规律及机理。结果表明:包含底漆+面漆的涂层1在暴露2.5 a内,表面有微孔洞形成,涂层和阳极氧化层较为完整,合金基体未腐蚀;只有底漆的涂层2在暴露1 a时,涂层形成大量微裂纹,并且局部区域发生剥落,且随暴露时间延长,阳极氧化层减薄,合金基体遭受腐蚀。与只有底漆的单涂层相比,底漆+面漆双层涂层具有较低的失光率和色差,抗老化性能更优异。涂层1暴露不同周期后,均表现为一个容抗弧,其腐蚀老化进程主要由水和氧的扩散速率控制。涂层2暴露1 a后,电解质侵入到涂层/基体界面处,基体发生腐蚀反应,随暴露时间延长,涂层开始剥落,主要表现为铝锂合金基体的腐蚀,其腐蚀老化速率主要由电化学过程控制。

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热处理工艺对Ti6321合金腐蚀行为的影响
张佳欢, 崔中雨, 范林, 孙明先
中国腐蚀与防护学报. 2023, 43 (1): 152-158.   DOI: 10.11902/1005.4537.2022.023
CSTR: 32134.14.1005.4537.2022.023
摘要   HTML   PDF (8271KB)

采用金相及扫描电镜对Ti6321合金在不同热处理工艺条件下的微观组织进行分析;采用电化学测试研究了不同组织Ti6321合金在人工海水及5 mol/L盐酸溶液中的耐蚀性能;采用扫描电镜以及激光共聚焦显微镜分析不同组织的Ti6321试样在5 mol/L盐酸溶液中浸泡后的腐蚀特征。结果表明,在人工海水溶液中,3种组织的Ti6321合金均具有优异的钝化能力,耐蚀性相差不大;在5 mol/L盐酸溶液中,魏氏组织耐腐蚀性能最差,等轴组织次之,双态组织的耐腐蚀性能最佳。

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高温蒸气环境中FeCr合金氧化机理的分子模拟研究
绳淦文, 祁晶, 卢平, 徐洪, 洪苗敏
中国腐蚀与防护学报. 2023, 43 (1): 159-165.   DOI: 10.11902/1005.4537.2022.074
CSTR: 32134.14.1005.4537.2022.074
摘要   HTML   PDF (4629KB)

超 (超) 临界机组FeCr合金管与高温蒸气反应形成氧化膜,该氧化膜剥落容易导致爆管故障,严重危害机组安全运行。本文基于ReaxFF反应分子动力学,从原子尺度揭示FeCr合金高温蒸气氧化机理。研究结果表明,在氧化初期,合金表面Cr原子促进蒸气分解,向内迁移的O原子氧化合金,形成内层FeCr氧化膜。随后,在内层氧化膜生长内应力作用下,金属原子逐层向外迁移,并由于氧化膜内Fe原子和Cr原子迁移速率的差异,形成双层结构的氧化膜,这与实验观察结果一致。蒸气温度对FeCr合金氧化特性有重要影响,并且随着蒸气温度的升高,氧化膜对合金的保护作用逐步降低。

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沙粒粒径对混凝土表面高速水流空蚀的影响
董志勇, 徐旭意, 李宇航
中国腐蚀与防护学报. 2023, 43 (1): 166-172.   DOI: 10.11902/1005.4537.2022.083
CSTR: 32134.14.1005.4537.2022.083
摘要   HTML   PDF (8247KB)

在小型循环式水洞中试验研究了沙粒粒径对高速水流空蚀的影响。由筛分法获取5种沙粒的典型中值粒径 (0.08,0.25,1,2,3 mm),配制相同含沙量S=12 kg/m3的挟沙水样,用红外测沙仪实时量测高速挟沙水流的含沙量。对于每一粒径的挟沙水流,利用压力数据采集系统实时采集水洞工作段的压力,并与清水情形进行比较。制作了水灰比W/C=0.4,灰砂比C/S=1.5,7 d龄期强度fcu,k=17.8 MPa的混凝土试件,安放在水洞工作段混凝土试件盒中进行4 h的空蚀试验,对每一粒径在不同流速时的混凝土试件空蚀量进行了比较。结果表明,在含沙量S=12 kg/m3V=38.2 m/s工况下,空化段挟沙水流压力随粒径的增大而降低,致使初生空化数减小,从而促进空化的形成;空蚀段挟沙水流压力则随粒径增大而升高,具有促进空蚀的作用;混凝土试件的空蚀程度随粒径的增大而加剧,并且流速提高使空蚀范围进一步扩大。

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香根草提取物对冷轧钢在盐酸溶液中的缓蚀作用
邓志华, 雷然, 张智勇, 杨维宇, 李向红
中国腐蚀与防护学报. 2023, 43 (1): 173-178.   DOI: 10.11902/1005.4537.2022.065
CSTR: 32134.14.1005.4537.2022.065
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采用回流提取法对香根草 (Vetiveria zizanioides) 提取得到香根草提取物 (VZE),利用失重法和电化学法研究了VZE在1.0 mol/L HCl溶液中对碳钢的缓蚀作用。结果表明:温度为40 ℃,VZE浓度为0.20 g/L时,缓蚀效果最佳,缓蚀率可达91.9%。VZE在钢表面的吸附符合Langmuir吸附等温式,吸附类型为物理吸附和化学吸附相结合的混合吸附型。动电位极化曲线表明,VZE可同时抑制阴极和阳极反应,属于混合抑制型缓蚀剂。Nyquist图谱的容抗弧随VZE浓度的增大而明显增大,碳钢的电荷转移电阻增大,腐蚀反应速率降低,从而起到缓蚀作用。

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交流干扰与阴极保护共同作用对X65管线钢的腐蚀行为研究
李长春, 何仁碧, 陈以龙, 何仁洋, 王政骁
中国腐蚀与防护学报. 2023, 43 (1): 179-185.   DOI: 10.11902/1005.4537.2022.016
CSTR: 32134.14.1005.4537.2022.016
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基于自行设计搭建杂散电流腐蚀实验装置,结合电化学测试和失重实验对交流杂散电流和阴极保护作用下的管线钢腐蚀行为开展研究。结果表明:随着交流电流密度的增大,管线钢腐蚀电位负向偏移,增加了金属腐蚀的倾向性。交流干扰促进了交流电正半周期内的阳极氧化反应,管线钢腐蚀速率增大。交流频率的增加缩短了交流电正半周期管线钢发生腐蚀的时间,减小了促进金属氧化反应的法拉第电流,管线钢腐蚀速率减小。而在强酸和强碱环境下,管线钢的腐蚀速率均增强。

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Q690高强钢在模拟海洋浪溅区环境下耐蚀性能研究
魏欢欢, 郑东东, 陈晨, 张大伟, 王凯励
中国腐蚀与防护学报. 2023, 43 (1): 186-190.   DOI: 10.11902/1005.4537.2022.042
CSTR: 32134.14.1005.4537.2022.042
摘要   HTML   PDF (1915KB)

为研究海洋浪溅区Q690高强钢材腐蚀行为和表面形貌分布特征,通过盐水周浸-湿热循环试验得到不同周期锈蚀试件,利用激光共聚焦显微镜 (LSCM) 采集表面的坐标参数,分析了微观形貌尺寸随着腐蚀周期的变化规律。结果表明:在腐蚀初始阶段,表面产生少量针状点蚀产物,金属色泽逐渐丧失,随着腐蚀损伤程度增加,材料表面点蚀形貌逐渐向坑蚀发展,处于腐蚀后期时,分布有大量层状产物,局部区域存在剥落现象。此外,根据微观扫描分析可知,表面堆积产物对基体内部具有较好保护作用,腐蚀行为沿着水平方向快速延伸,最终完全包裹试件表面,当腐蚀周期为100 d时,体积损失率和表面腐蚀高度分别为1.38%和840 μm。

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典型接地材料在碱性土壤模拟液中的腐蚀行为研究
高智悦, 姜波, 樊志彬, 王晓明, 李辛庚, 张振岳
中国腐蚀与防护学报. 2023, 43 (1): 191-196.   DOI: 10.11902/1005.4537.2022.061
CSTR: 32134.14.1005.4537.2022.061
摘要   HTML   PDF (4174KB)

通过电化学阻抗谱和极化曲线电化学测试技术研究了Q235钢、镀锌钢和纯铜在山东典型碱性土壤模拟液中的腐蚀电化学行为,利用金相显微镜和激光共聚焦显微镜 (CLSM) 对其极化后的表面腐蚀形貌进行了分析。结果表明,3种金属材料在该种碱性模拟环境下发生不同程度的腐蚀,其阳极过程都为金属的阳极溶解,而阴极过程为吸氧反应。Q235钢的耐腐蚀性最差,Q235钢和镀锌钢发生全面腐蚀,纯铜表面发生点蚀,3种金属的耐腐蚀程度为:纯铜>镀锌钢>Q235钢。

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锆合金包壳在模拟压水堆一回路冷却剂中的表面污垢沉积行为研究
廖家鹏, 毛玉龙, 金德升, 厉井钢
中国腐蚀与防护学报. 2023, 43 (1): 197-201.   DOI: 10.11902/1005.4537.2022.022
CSTR: 32134.14.1005.4537.2022.022
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阐述了影响燃料包壳表面污垢沉积行为的主要因素,通过设计并开展针对国产锆合金燃料包壳的污垢沉积试验,成功制备出含多孔基体和烟囱结构主要元素组成的燃料包壳氧化物污垢,污垢的主要成分为NiFe2O4、Fe2O3和NiO,并在污垢内部检测到LiBO2的析出,实现了对PWR堆芯燃料包壳污垢沉积的实验室模拟。

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锅炉电极材料交流腐蚀特性与选型研究
郑重, 周远翔, 李永印
中国腐蚀与防护学报. 2023, 43 (1): 202-208.   DOI: 10.11902/1005.4537.2021.357
CSTR: 32134.14.1005.4537.2021.357
摘要   HTML   PDF (7089KB)

通过控制电流密度模拟电极锅炉的工况,开展TA2钛合金、304不锈钢和20#钢 3种电极材料耐腐蚀实验和电化学实验,测量得到3种电极材料在不同浓度磷酸三钠溶液和不同电压下腐蚀前后电极腐蚀速率、极化电位和导电性等变化规律。结果表明,20#钢的腐蚀电流密度约为304不锈钢的4倍,钛电极的20倍。20#钢电极表面生成疏松的腐蚀产物,耐蚀性最差;钛电极的耐蚀性最好,但价格高;304不锈钢在500 A/m2的交流干扰下不能完整钝化,表面发生点蚀,但综合考虑耐腐蚀性、导电能力和经济性原则,在锅炉预期寿命较长的情况下,应选用不锈钢作为电极材料。

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