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ISSN 1005-4537
CN 21-1474/TG
创刊于 1981 年 (双月刊)
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  2024年, 第44卷, 第1期 刊出日期:2024-02-15 上一期    下一期
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综合评述
功能性超疏水涂层在极地抗冰领域的应用研究进展
姜伯晨, 类延华, 张玉良, 李晓峰, 刘涛, 董丽华
中国腐蚀与防护学报. 2024, 44 (1): 1-14.   DOI: 10.11902/1005.4537.2023.046
CSTR: 32134.14.1005.4537.2023.046
摘要   HTML   PDF (12937KB)

就结冰机理、超疏水表面浸润理论和界面的抗冰特性进行了综述,然后对不同方法制备的超疏水涂层在抗冰领域的应用进行了讨论和总结。最后,针对超疏水涂层在除冰方面存在的缺陷,提出了具有光热、电热等功能性超疏水涂层策略,并全面介绍了目前的研究现状。

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CCUS系统中CO2 注入井管材腐蚀研究进展
原玉, 向勇, 李晨, 赵雪会, 闫伟, 姚二冬
中国腐蚀与防护学报. 2024, 44 (1): 15-26.   DOI: 10.11902/1005.4537.2022.419
CSTR: 32134.14.1005.4537.2022.419
摘要   HTML   PDF (731KB)

针对CCUS技术流程中提高CO2采收率及CO2封存等过程中易导致事故发生的CO2注入井金属管材腐蚀失效问题进行了概述,针对该环境下事故率较高的应力腐蚀开裂、缝隙腐蚀和微生物腐蚀等方面的研究进展进行了梳理与概括,也对CO2注入井金属管材腐蚀失效主要的影响因素及防腐手段进行了分析与总结,并展望了该领域未来重点开展研究工作的主要方向。

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煤气化水系统腐蚀与防护研究进展
刘静远, 臧庆安, 孙长军, 张翠清, 李晓峰
中国腐蚀与防护学报. 2024, 44 (1): 27-37.   DOI: 10.11902/1005.4537.2023.034
CSTR: 32134.14.1005.4537.2023.034
摘要   HTML   PDF (2880KB)

阐述了水系统腐蚀机制,其中包括冲刷磨损,气蚀,CO2、H2S、HCOOH等酸性介质引发的电化学腐蚀,Cl-引发的氯化物应力腐蚀以及$NH^{+}_{4}$、CN-等含氮离子引发的多重腐蚀作用,并介绍了水系统中的腐蚀易发部位。同时,从材质选择、装置/工艺设计和监测管理3方面结合煤气化装置实际调研情况,分析总结了应对腐蚀的防护措施,提出建立设备/管道腐蚀风险智能预测系统,以期为煤气化行业腐蚀现状的改进提供参考。

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研究报告
三亚海洋环境试验站污损生物生态研究
马士德, 陈新, 邰余, 任海滔, 韩文, 郭为民, 段继周
中国腐蚀与防护学报. 2024, 44 (1): 38-46.   DOI: 10.11902/1005.4537.2023.002
CSTR: 32134.14.1005.4537.2023.002
摘要   HTML   PDF (21301KB)

三亚试验站的海水实验池中污损生物群落呈现物种少、密度低、个体小的特点,这与三亚自然海域及其他热带海域的情况差异较大。通过调查试验站污损生物生态分布特点,并对试验站水池结构、水质及灾害性水文气象进行了分析,表明由于试验水泥池结构改变了池内与池外自然海水的流动和交换状态,池内海水中叶绿素a及硝酸盐的浓度只有三亚湾的1/5~1/6;此外,风暴潮会在试验水池内产生高强度的冲刷,低潮位时曝晒对池壁产生较强的热效应,还存在持续5 h以上的强暴雨等极端自然灾害的侵害,这些因素导致水池水泥壁潮差区形成的污损生物群落中物种很少,都以能耐受极端环境的咬齿牡蛎为优势种,在全浸五年以上的表面无毒试板表面,也仅有稀少的管栖多毛类和厦门牡蛎附着。另外,非钝性黑色金属腐蚀率远大于在三亚其他海域的腐蚀率。本研究揭示天然海域中的人为设施会明显改变其中污损生物群落组成和结构,进而影响对材料防污性能及腐蚀过程的准确检测和评价结果。

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微合金化对高锰奥氏体钢在酸性盐雾环境下的耐蚀性能影响研究
常雪婷, 宋嘉琪, 王冰, 王东胜, 陈文聪, 王海丰
中国腐蚀与防护学报. 2024, 44 (1): 47-58.   DOI: 10.11902/1005.4537.2023.017
CSTR: 32134.14.1005.4537.2023.017
摘要   HTML   PDF (24658KB)

为进一步提升高锰钢耐蚀性能,研究了酸性盐雾环境下,Cr、N、Al等微合金化元素添加对全奥氏体高锰钢腐蚀过程和电化学性能的影响。通过失重法、场发射扫描电镜(SEM)、白光干涉仪等手段研究了高锰钢腐蚀产物微观结构及演变规律,并通过动电位极化、交流阻抗谱等电化学技术研究两种高锰钢电化学性能的演化规律。实验结果表明:随着腐蚀时间延长,微合金化高锰钢锈层致密度更高,在长周期腐蚀中具有最好的耐蚀性。盐雾环境中点蚀逐渐发展为均匀腐蚀,微合金化处理后的高锰钢腐蚀动力学规律为ΔWWH= 4.44202 × 10-4t0.9618,小于普通高锰钢的拟合结果ΔWPT= 8.74985 × 10-4t0.67759。电化学结果表明,两种高锰钢腐蚀电流密度随着腐蚀时间增加均逐渐减小,且容抗弧逐渐增大。其中,微合金化高锰钢腐蚀240 h后的容抗弧远远大于未处理高锰钢,且腐蚀速率为1.925 × 10-3 mm/a,小于未处理高锰钢。微合金化处理后的高锰钢耐蚀性能更优,主要原因为Cr、N、Al等元素的微合金化使高锰钢析出碳化物减少,表面生成的氧化物更牢固、致密,提高了高锰钢表面氧化膜的完整性,有效阻碍Cl-渗入,使腐蚀产物变得致密,进而降低钢的腐蚀速率。

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新型高效咪唑希夫碱缓蚀剂对Q235钢在1 mol/L HCl溶液中的缓蚀作用
王鹏杰, 宋昱灏, 樊林, 邓宽海, 李忠慧, 梅宗斌, 郭雷, 林元华
中国腐蚀与防护学报. 2024, 44 (1): 59-70.   DOI: 10.11902/1005.4537.2023.063
CSTR: 32134.14.1005.4537.2023.063
摘要   HTML   PDF (9316KB)

以油酸、二乙烯三胺、碘代正丁烷和肉桂醛等为原料,在不同温度下进行酰胺化、脱水环化、季铵化等过程设计合成一种适用于酸洗工况的咪唑希夫碱(MIX)缓蚀剂,通过失重实验、电化学实验、理论模拟和表面分析等方法系统的探究了MIX在1.00 mol/L HCl溶液中对Q235钢的缓蚀性能及其缓蚀机理。结果表明:在浓度为2.00 mmol/L时,采用失重实验,电化学阻抗(EIS),动电位极化(Tafel)测得的缓蚀效率分别为98.64%,96.93%和99.15%,表明MIX在HCl环境中能够发挥优异的缓蚀性能。电化学实验和等温吸附模型表明,MIX是一种阴极型缓蚀剂,能够自发吸附在Q235钢表面,且遵循Langmuir吸附等温模型。MIX能够在Q235钢表面形成稳定的保护膜,进一步阻碍了腐蚀体系内电荷转移速率。XPS,EDS和FT-IR分析证实了MIX分子能够吸附在Q235钢表面,密度泛函理论(DFT)说明MIX的活性位点为苯基,咪唑环上的N原子,分子动力学(MD)进一步证实了MIX能够吸附在Q235钢表面。MIX在HCl环境中能够发挥优异的缓蚀性能,主要在于Q235钢表面形成了稳定的保护膜,降低了腐蚀体系内电荷转移速率。

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TP2紫铜在工业环境中腐蚀行为的研究
何逸, 郑传波, 戚浩宇, 刘珍光
中国腐蚀与防护学报. 2024, 44 (1): 71-81.   DOI: 10.11902/1005.4537.2023.038
CSTR: 32134.14.1005.4537.2023.038
摘要   HTML   PDF (25399KB)

通过结合表征测试、腐蚀失重测试以及电化学测试方法,并模拟TP2紫铜在工业生产中的环境,以分析材料在工业环境中的腐蚀行为。结果表明,与乙酸气氛相比,TP2铜在含有甲酸的腐蚀性气氛的作用下表现出更严重的腐蚀倾向,并且有机酸浓度的增加使材料的腐蚀更加严重。此外,有机酸大气和SO2污染物的结合对TP2紫铜表面造成了更严重的破坏,SO2污染物含量的增加也使情况变得更为严重。与乙酸气氛和SO2污染物的组合相比,甲酸气氛和SO2污染物的组合对TP2紫铜表面表现出严重而复杂的腐蚀行为。

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三氯乙酸中十二烷基二甲基苄基氯化铵在冷轧钢表面的吸附及缓蚀作用
周达, 李向红, 雷然, 邓书端
中国腐蚀与防护学报. 2024, 44 (1): 82-90.   DOI: 10.11902/1005.4537.2023.010
CSTR: 32134.14.1005.4537.2023.010
摘要   HTML   PDF (4448KB)

采用失重法、电化学实验、扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)和接触角测试研究了阳离子表面活性剂十二烷基二甲基苄基氯化铵(1227)对冷轧钢在0.10 mol/L三氯乙酸(Cl3CCOOH)溶液中的缓蚀性能。结果表明,1227对冷轧钢在0.10 mol/L Cl3CCOOH溶液中的腐蚀有良好的缓蚀抑制效果,20℃时40 mg/L 1227的缓蚀率高达97.4%。缓蚀率随缓蚀剂浓度升高而增大,随温度升高而减小。1227在钢表面的吸附符合Langmuir吸附等温式,吸附作用类型是以化学吸附为主的物理和化学吸附相结合的混合吸附。动电位极化曲线表明,添加1227后同时抑制阴、阳极反应,说明1227为混合抑制型缓蚀剂,作用机理为“几何覆盖效应”。Nyquist图中,随着1227浓度增加,容抗弧增大,电荷转移电阻增大,缓蚀作用增强。SEM和AFM分析说明1227能有效抑制碳钢在Cl3CCOOH溶液中的腐蚀。接触角结果表明,添加1227后冷轧钢表面疏水性增强。

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极地低温海洋大气环境下Ni-Cr-Mo-V钢腐蚀行为与室内外相关性研究
冷文俊, 石西召, 辛永磊, 杨延格, 王利, 崔中雨, 侯健
中国腐蚀与防护学报. 2024, 44 (1): 91-99.   DOI: 10.11902/1005.4537.2023.057
CSTR: 32134.14.1005.4537.2023.057
摘要   HTML   PDF (10333KB)

通过腐蚀失重、扫描电镜、激光共聚焦显微镜等测试方法对Ni-Cr-Mo-V钢在室内加速试验和中山站户外暴露试验后的腐蚀行为进行了对比研究。结果表明:Ni-Cr-Mo-V低合金高强钢在极地低温大气环境下腐蚀速率为11.3 μm/a,腐蚀产物由Fe3O4γ-FeOOH、α-FeOOH和β-FeOOH组成,腐蚀产物中大量的β-FeOOH表明低温环境下生成的锈层保护性较差。低温大气腐蚀以均匀腐蚀为主,冻融循环引起试样表面的电解质浓度变化,导致了锈层下点蚀的形成。在冻融循环过程中,锈层中水分由于固液相变引起的应力变化以及锈层与金属基体热胀系数的不同导致了锈层开裂。

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Si含量对四元Fe-20Ni-20Cr-ySi合金在900℃下氧化行为的影响
冯抗抗, 任延杰, 吕云蕾, 周梦妮, 陈荐, 牛焱
中国腐蚀与防护学报. 2024, 44 (1): 100-106.   DOI: 10.11902/1005.4537.2023.037
CSTR: 32134.14.1005.4537.2023.037
摘要   HTML   PDF (8052KB)

研究了Fe-20Ni-20Cr-ySi (y = 0, 1, 3, 5,质量分数,%)合金在纯氧中900℃下的氧化行为。三元Fe-20Ni-20Cr合金在氧化后表面生成了复杂的氧化膜,氧化膜对合金保护作用较差。Si含量从1%增加至3%,发生了Si从内氧化到外氧化的转变,添加Si显著提高了Fe-20Ni-20Cr合金的抗氧化性能。其中,Fe-20Ni-20Cr-3Si和Fe-20Ni-20Cr-5Si均在Cr2O3层/合金界面形成了连续的非晶态SiO2层,阻止了Fe、Ni和Cr的向外和氧的向内扩散的作用。4种合金中,Fe-20Ni-20Cr-3Si具有最优的抗氧化性能。

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稀土铈改性石墨烯/水性环氧树脂复合涂料涂装技术研究
陈施润, 陈文革, 钱颖, 张辉
中国腐蚀与防护学报. 2024, 44 (1): 107-118.   DOI: 10.11902/1005.4537.2023.012
CSTR: 32134.14.1005.4537.2023.012
摘要   HTML   PDF (15984KB)

将制备的稀土铈改性石墨烯/水性环氧树脂复合涂料,以喷涂、滚涂和刷涂的方式在Q235钢表面进行涂覆,研究其组织结构及防腐性能。结果表明,稀土铈或CeO2以纳米颗粒状化学负载在石墨烯表面,改性石墨烯以小片层均匀分布在环氧树脂中。复合涂料涂覆于Q235钢表面后存在片层状石墨烯的堆叠结构。截面断口呈现河流状“银纹”。不同涂装方式制备的复合涂层的防腐机理为,喷涂法依靠高速运动的气体将雾化的涂料液滴冲击到基体表面并快速聚集、铺展成膜,在净化基体表面的同时提高涂层与基体的结合。滚涂法依靠线棒涂布器、刷涂法依靠软毛刷使涂层与基体结合,涂膜中的涂料分子易堆叠,表面易形成微孔。测得涂层附着力为0~1级,硬度达2H,面粗糙度~2 μm,腐蚀速率为1.565 × 10-4~5.889 × 10-3 mm/a。其中,喷涂法制备的涂层综合性能最好。

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超临界水环境中三种Ni-Cr涂层氧化特性研究
袁小虎, 李定骏, 王天剑, 郭显平, 张乃强, 朱忠亮
中国腐蚀与防护学报. 2024, 44 (1): 119-129.   DOI: 10.11902/1005.4537.2023.042
CSTR: 32134.14.1005.4537.2023.042
摘要   HTML   PDF (25855KB)

开展了汽轮机用FB2钢及3种工艺制备的热喷涂Ni-Cr涂层在630℃/25 MPa超临界水环境氧化实验研究。利用电子天平、SEM、XRD以及XPS对材料的氧化动力学、氧化膜微观形貌、物相成分进行了分析。结果表明:由于实验过程氧化膜发生剥落,FB2钢氧化动力学偏离抛物线规律,而不同工艺制备涂层的氧化动力学严重偏离抛物线规律。FB2材料氧化膜为典型的双层结构,外层富铁由Fe3O4或Fe2O3组成,内层由富铬尖晶石组成;涂层的表面氧化物主要是富铬氧化物。FB2钢和涂层的氧化膜物相成分都随着氧化时间增加而发生变化。同时讨论了FB2材料及3种表面涂层在超临界水中的氧化机理。

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安徽省电网接地材料Q235钢的土壤腐蚀特性及规律性研究
卞亚飞, 汤文明, 张洁, 毛锐锐, 缪春辉, 陈国宏
中国腐蚀与防护学报. 2024, 44 (1): 130-140.   DOI: 10.11902/1005.4537.2023.033
CSTR: 32134.14.1005.4537.2023.033
摘要   HTML   PDF (8259KB)

针对安徽省内代表性变电站站点土壤自然环境埋藏1 a期的Q235钢试样,分析试样表面腐蚀层的形貌及组成,探讨其土壤腐蚀机理;采用失重法获取不同站点Q235钢试样1 a期土壤腐蚀速率;最后,采用Spearman相关性分析方法,开展主要土壤理化性质对该试样1 a期土壤腐蚀影响规律研究。结果表明,Q235钢试样土壤腐蚀产物主要为Fe3O4、Fe2O3γ-FeOOH和α-FeOOH,但不同站点腐蚀产物的相对量存在差异。部分站点土壤中含有较高的S2-,形成FeS腐蚀产物,说明土壤微生物生理活动也影响Q235钢的腐蚀。安徽省内代表性站点Q235钢试样的平均土壤腐蚀速率为0.053 mm/a,大多数处于“中”腐蚀等级,腐蚀速率较高的站点主要集中于沿江地区与工业污染区。基于Spearman相关性分析,Q235试样1 a期土壤腐蚀速率与安徽省土壤质地及土壤理化性质指标相关性大小的排序为:pH值>土壤质地>土壤电阻>含盐量>含水量>氧化-还原电位>Cl-浓度。

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挤压态EW75稀土镁合金在沈阳工业大气环境中的腐蚀行为研究
孙硕, 代珈铭, 宋影伟, 艾彩娇
中国腐蚀与防护学报. 2024, 44 (1): 141-150.   DOI: 10.11902/1005.4537.2023.070
CSTR: 32134.14.1005.4537.2023.070
摘要   HTML   PDF (16882KB)

将挤压态EW75镁合金长期暴露在沈阳典型工业大气中,采用扫描电镜观察其在大气中暴晒不同周期后的表面和截面微观腐蚀形貌,并采用Raman光谱及EDS能谱分析腐蚀产物化学成分。结果表明,工业大气中的可溶性尘土会在挤压态EW75镁合金表面沉积,形成圆形的腐蚀产物,对下面的镁基体有较好的保护性;由于挤压态EW75镁合金中析出相尺寸小,且与镁基体之间的电位差较小,微电偶作用较弱,发生均匀腐蚀。此外,沈阳的季节变化对镁合金的腐蚀影响很大,与低温、低湿的冬季相比,挤压态EW75镁合金在高温高湿的夏季腐蚀率明显更高。

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组胺改性环氧树脂及其对有机涂层性能的影响
曹京宜, 李敬, 殷文昌, 孟凡帝, 刘莉
中国腐蚀与防护学报. 2024, 44 (1): 151-158.   DOI: 10.11902/1005.4537.2023.266
CSTR: 32134.14.1005.4537.2023.266
摘要   HTML   PDF (9881KB)

针对深海极端环境下涂层/金属界面结合力差的问题,通过将组胺接枝于环氧树脂E44分子链制备了能与基体金属形成化学键的活性环氧树脂 (ZA-EP)。ZA-EP中组胺杂原子可通过与Fe/Fe的氧化物的空位轨道形成共用孤对电子,促使Fe2+与树脂形成复合物,从而提高了涂层与金属界面的结合强度。相比于普通环氧涂层,添加活性树脂的涂层附着力明显提高,如添加3%ZA-EP后涂层附着力由6.02 MPa提高至15.36 MPa。另外,模拟深海交变压力环境下的服役结果显示,3%ZA-EP/EP涂层的饱和吸水率最低,循环一周期后仅为1.6%;72 h后的EIS结果表明,3%ZA-EP/EP涂层阻抗值仍保持稳定。组胺改性使得环氧涂层/金属界面形成化学键合作用,增强了涂层的附着力,因此ZA-EP/EP涂层具有更加优异的防护能力。

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钛合金表面磷酸盐涂层的制备及在高温盐-水蒸气环境中的腐蚀行为研究
李建呈, 赵京, 谢新, 王金龙, 陈明辉, 王福会
中国腐蚀与防护学报. 2024, 44 (1): 159-166.   DOI: 10.11902/1005.4537.2023.064
CSTR: 32134.14.1005.4537.2023.064
摘要   HTML   PDF (13262KB)

以硅溶胶为成膜改性物,Al(H2PO4)3为成膜物,陶瓷相为填料并辅以助剂设计了硅溶胶改性磷酸盐涂层。结果表明,硅溶胶对磷酸盐涂层固化过程中玻璃相的形成具有促进作用,当成膜物中硅溶胶与Al(H2PO4)3质量比达到1∶1时,成膜物为完全的玻璃相,进而获得致密的磷酸盐涂层。以硅溶胶改性磷酸盐涂层作为钛合金的高温防护涂层,在650℃盐水蒸气介质中对其腐蚀行为进行了研究。结果表明,改性磷酸盐涂层为钛合金提供了优异的耐高温盐水蒸气腐蚀性能,成膜物和填料的化学稳定性是改性涂层耐蚀的根本因素。涂层在650℃盐水蒸气环境下腐蚀100 h后依然致密,未出现基体合金的腐蚀,填料中Al片及其腐蚀产物在涂层中平行于基体排列,可有效阻碍Cl-等有害离子向基体的扩散,与Na2SO4反应则抑制了熔融盐向涂层内部的侵入及其对钛合金基体的侵蚀。

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改性SiO2 气凝胶聚氨酯复合涂层的制备及耐蚀性能研究
李丹鸿, 杨腾逊, 孙天翔, 李兴霖冒, 马程成, 张玥, 陈守刚
中国腐蚀与防护学报. 2024, 44 (1): 167-174.   DOI: 10.11902/1005.4537.2023.044
CSTR: 32134.14.1005.4537.2023.044
摘要   HTML   PDF (7550KB)

通过提高SiO2气凝胶的亲水性来提高水性聚氨酯(WPU)涂料的防腐性能。采用脲醛对SiO2气凝胶进行改性,并通过Fourier红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)等手段表征气凝胶的结构与微观形貌;通过电化学阻抗(EIS)、附着力实验和盐雾实验等研究了涂层的防腐性能。结果表明,添加亲水改性SiO2气凝胶的涂层的附着力和腐蚀防护性能有明显提高,其中,添加1%亲水改性的SiO2气凝胶涂层的附着力提升36%。在3.5%NaCl溶液中浸泡70 d后涂层的低频阻抗模值超过6 × 107 Ω·cm2,盐雾480 h后没有明显的鼓泡现象。

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温度对5Cr钢在模拟油田高温高压环境中CO2 腐蚀行为的影响
赵国仙, 刘冉冉, 丁浪勇, 张思琦, 郭梦龙, 王映超
中国腐蚀与防护学报. 2024, 44 (1): 175-186.   DOI: 10.11902/1005.4537.2023.036
CSTR: 32134.14.1005.4537.2023.036
摘要   HTML   PDF (14214KB)

采用丝束电极技术、形貌表征和EIS测试相结合,研究5Cr钢在不同温度条件下的CO2腐蚀特性。利用XRD、SEM和EDS等技术表征不同条件下腐蚀产物,利用高温高压电化学中阻抗测试技术对5Cr钢CO2腐蚀行为进行研究,并采用丝束电极(WBE)技术分析腐蚀产物/金属界面局部腐蚀电位、腐蚀电流的分布规律。结果表明,电极腐蚀电位整体随腐蚀温度的增加有不同程度的负移,5Cr钢发生腐蚀的倾向增加,腐蚀速率随温度的增加而变大。5Cr钢的电化学阻抗谱中形成半径较大的容抗弧,腐蚀产物膜覆盖程度和致密性增加,等效电路中电荷传递电阻呈变大趋势,电化学反应阻力明显增加。5Cr钢表面局部阳极区形成、扩展使其有产生点蚀的倾向,且形成于腐蚀初期产物膜空隙通道处。腐蚀产物逐渐沉积在点蚀坑内壁,在坑内壁形成了有明显的Cr富集的保护性表面层,原发生点蚀区域由原阳极活性点位转变为阴极区,对其发展起抑制作用。被腐蚀产物膜覆盖下的5Cr钢区域电流发生由阴极向阳极的极性转变现象,产物膜存在孔隙使得5Cr钢基体金属被腐蚀,从而导致阳极电流的出现。

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AH36船用钢海水加速腐蚀试验研究
白雪寒, 丁康康, 张彭辉, 范林, 张慧霞, 刘少通
中国腐蚀与防护学报. 2024, 44 (1): 187-196.   DOI: 10.11902/1005.4537.2023.053
CSTR: 32134.14.1005.4537.2023.053
摘要   HTML   PDF (18310KB)

针对海水环境加速腐蚀试验无标准方法可循,现有加速腐蚀试验方法效果不理想的问题,以前期研究为基础,通过增大H2O2溶度和添加稳定剂,对AH36船用钢开展了海水加速腐蚀试验研究,并从腐蚀相关性和加速性上与西沙自然环境腐蚀试验结果进行了对比分析。结果表明,采用0.6 mol/L NaCl + 1.8 mol/L H2O2 + 0.2 mol/L H3PO4-NaH2PO4缓冲溶液(pH = 2.5)为溶液的加速腐蚀试验与西沙自然环境试验具有较好的相关性和加速性。AH36钢发生不均匀的全面腐蚀,并表现出腐蚀速率先增大后减小的电化学和动力学规律。腐蚀产物由Fe的氧化物和羟基氧化物组成,对中长期腐蚀具有较好的抑制作用。Fe3(PO4)2(OH)2难溶盐的生成,增强了锈层的保护性。H2O2通过缩短反应历程和增加溶液溶氧量,促进阴极去极化,加速钢的腐蚀。相对于西沙自然环境试验1 a的暴露试验,加速倍率达到约40倍。本研究为海洋材料海水腐蚀的快速评价探索了途径。

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合成水化硅酸钙(C-S-H)对水泥基材料Cl- 结合性能的影响
张余果, 孙丛涛, 张鹏, 孙明, 耿圆洁, 樊亮, 翟晓凡, 段继周
中国腐蚀与防护学报. 2024, 44 (1): 197-203.   DOI: 10.11902/1005.4537.2023.058
CSTR: 32134.14.1005.4537.2023.058
摘要   HTML   PDF (6136KB)

通过合成水化硅酸钙(C-S-H),研究了内掺C-S-H对水泥净浆Cl-结合性能的影响。采用XRD、TG-DTG、SEM以及EDS分析了水泥水化产物随龄期的物相演化和微观形貌变化。结果表明,净浆试件中自由Cl-含量随龄期的增加皆呈先下降后上升的趋势。在龄期7、14和21 d时,掺加C-S-H组净浆自由Cl-含量均大于未掺加C-S-H组,这是因为掺加的C-S-H粒径相对较大,比表面积相对较小,使得净浆中C-S-H总比表面积减小,降低了C-S-H对Cl-的结合;其次,在水泥净浆中掺加C-S-H能够促进水泥水化,提高水化早期pH值,高pH值也不利于C-S-H对Cl-的吸附;再次,掺加C-S-H净浆水化早期无Friedel's盐生成,化学结合Cl-能力较弱。在龄期28 d时,掺加C-S-H组净浆中有Friedel's盐的生成,化学结合提高了Cl-结合量,故两组净浆自由Cl-含量较为相近。由于28 d时掺加C-S-H组净浆中存在较多SiO2,易发生火山灰反应生成低钙硅比的C-S-H以及pH值降低影响Friedel's盐稳定性,使得35 d时自由Cl-含量上升明显。

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2304双相不锈钢钢筋在混凝土孔隙模拟液中的电化学腐蚀行为研究
刘国强, 张东方, 陈昊翔, 范志宏, 熊建波, 吴清发
中国腐蚀与防护学报. 2024, 44 (1): 204-212.   DOI: 10.11902/1005.4537.2022.417
CSTR: 32134.14.1005.4537.2022.417
摘要   HTML   PDF (7045KB)

采用开路电位测试、电化学阻抗谱测试、动电位极化曲线测试及Mott-Schottky曲线测试研究了HRB400普通碳素钢筋、304奥氏体不锈钢钢筋与2304奥氏体-铁素体型双相不锈钢钢筋在海洋环境中的钝化行为、耐氯盐侵蚀性能及耐蚀机理。结果表明,在混凝土孔隙模拟液中,3种钢筋在混凝土孔隙模拟液中的腐蚀电位不断提升,阻抗模值、相位角峰宽均逐渐增大,最大相位角向低频方向移动。Mott-Schottky测试结果显示,HRB400钢筋钝化膜中点缺陷密度较高,2304双相不锈钢钢筋钝化膜的点缺陷密度最小。在含氯混凝土孔隙模拟液中,HRB400钢筋、304不锈钢钢筋和2304双相不锈钢钢筋的临界Cl-浓度范围分别为0.02~0.03、1.5~2.0和3.5~4.0 mol/L,其中2304双相不锈钢钢筋较强的耐氯盐侵蚀性能主要是因为钢筋表面钝化膜较低的点缺陷密度和致密的结构,以及Cr、Ni、Mo等耐蚀元素形成的钝化膜对Cl-较强的排斥作用。

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轧制对ZM5镁合金腐蚀性能的影响
宋东东, 万红霞, 徐栋, 周倩
中国腐蚀与防护学报. 2024, 44 (1): 213-220.   DOI: 10.11902/1005.4537.2023.029
CSTR: 32134.14.1005.4537.2023.029
摘要   HTML   PDF (7504KB)

采用析氢、失重、电化学阻抗谱(EIS)、动态电位极化测试、XRD和SEM等方法对比研究了轧制前后ZM5镁合金腐蚀性能和微观组织的变化,并通过第一性原理分析研究了合金不同微观组织的电子功函数,探究轧制对ZM5镁合金腐蚀性能的影响。结果表明,轧制使ZM5发生明显的择优取向,轧制后ZM5的腐蚀失重、析氢量都显著下降,而极化电阻明显上升,表明轧制态镁合金的耐蚀性优于铸造镁合金。模拟计算结果表明α相的重排提高了轧制合金的电子功函数。

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稀土La对钴基高温合金GH51881100℃下空气中氧化行为的影响
王爽, 王资兴, 程晓农, 罗锐
中国腐蚀与防护学报. 2024, 44 (1): 221-228.   DOI: 10.11902/1005.4537.2023.055
CSTR: 32134.14.1005.4537.2023.055
摘要   HTML   PDF (15957KB)

研究了La含量对GH5188高温合金在1100℃空气中抗氧化性能的影响,并分析了La的作用机制。结果表明,合金氧化膜主要成份是Cr2O3和MnCr2O4,氧化动力学可近似用抛物线规律来描述。适量La的加入有助于合金形成连续、致密且稳定的氧化膜Cr2O3,提高了氧化膜与合金基体的粘附性,改善了GH5188高温合金的抗氧化性能。但随着La含量的提高,合金的抗氧化性能会降低,La的最佳含量范围为0.029%~0.060%。

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磁场作用下5083铝合金腐蚀行为研究
熊伊铭, 梅婉, 王泽华, 余瑞, 徐诗瑶, 吴磊, 张欣
中国腐蚀与防护学报. 2024, 44 (1): 229-236.   DOI: 10.11902/1005.4537.2023.003
CSTR: 32134.14.1005.4537.2023.003
摘要   HTML   PDF (6162KB)

采用浸泡实验、电化学实验,通过扫描电子显微镜 (SEM)、能谱分析仪 (EDS) 和电化学工作站等设备研究了磁场作用下5083铝合金腐蚀行为,探索了磁场对铝合金腐蚀的作用规律。研究结果表明:与普通环境相比,磁场影响了铝合金腐蚀过程中带电粒子运动,抑制Cl-对钝化膜的破坏作用,导致5083铝合金开路电位和点蚀电位的升高,腐蚀电流密度的降低,合金浸泡后表面的点蚀坑数量和尺寸降低。磁场能够降低5083铝合金的点蚀倾向和腐蚀速率,随着磁场强度的增加,抑制腐蚀的作用越明显。

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碳钢和高强钢在南海大气环境中的初期腐蚀行为研究
王靖羽, 周学杰, 王洪伦, 吴军, 陈昊, 郑鹏华
中国腐蚀与防护学报. 2024, 44 (1): 237-245.   DOI: 10.11902/1005.4537.2023.031
CSTR: 32134.14.1005.4537.2023.031
摘要   HTML   PDF (14267KB)

通过在海南文昌地区大气腐蚀试验站进行的南海大气环境户外腐蚀试验,对比分析碳钢和3种高强钢腐蚀性能的优劣,为开发耐南海大气腐蚀用钢提供数据支撑和理论依据。分别选用Q235B、Q350EWR1、Q355和Q345NQR2等4种钢材作为研究对象,在南海大气环境中进行为期0.5和1 a的户外曝露腐蚀试验,通过试样宏观形貌观察、腐蚀失重分析和电化学分析等手段研究其腐蚀行为机制。4种试样表面均发生严重的均匀腐蚀,综合各项分析结果,4种钢材在南海海洋大气环境中的耐蚀性能排序为:Q355 > Q345NQR2 > Q235B >Q350EWR1。

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热处理对ZnAlMg镀层组织与耐腐蚀性能的影响
蒋光锐, 刘广会, 商婷
中国腐蚀与防护学报. 2024, 44 (1): 246-254.   DOI: 10.11902/1005.4537.2023.073
CSTR: 32134.14.1005.4537.2023.073
摘要   HTML   PDF (10134KB)

使用加热炉模拟了车身制造过程中的烘烤热处理过程,热处理温度为150~250℃,处理时间为10 min。采用扫描电子显微镜(SEM)研究了在加热前后ZnAlMg镀层表面与截面的微观组织变化,使用X射线衍射仪(XRD)分析了热处理前后镀层的物相差异,使用电化学技术和中性盐雾实验评价了镀层的耐蚀性。结果表明,随着加热温度的提高,ZnAlMg镀层中的共晶组织逐渐粗化,并且在镀层表面形成富含Al和Mg的氧化物。当加热温度为175℃时,在镀层的共晶组织中以及镀层表面均出现了大量O分布,而在镀层的共晶组织表面附近的Al和Mg分布范围更宽一些。加热温度为250℃时,镀层的初始凝固组织表面变得比较粗糙,而共晶组织中的灰色相从层片结构逐渐演变为颗粒结构,表面出现了大量Al、Mg和Zn的氧化产物,其中以Mg和Al的氧化物为主。电化学测试结果表明,随着加热温度的升高,ZnAlMg镀层的极化电阻以及电荷转移电阻不断增大,而腐蚀电流密度则不断减小。中性盐雾实验结果表明,随着加热温度的升高,ZnAlMg镀层的腐蚀失重逐渐减小。与原始样品相比,250℃热处理样品的腐蚀失重减小了17%。ZnAlMg镀层耐蚀性的提高,一方面可能与共晶组织粗化有关,另一方面则与表面形成富含Al和Mg的氧化物有关。

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微观组织对一种超轻高强镁锂合金耐蚀性的影响
谢云, 刘婷, 王雯, 周佳琳, 唐颂
中国腐蚀与防护学报. 2024, 44 (1): 255-260.   DOI: 10.11902/1005.4537.2023.025
CSTR: 32134.14.1005.4537.2023.025
摘要   HTML   PDF (6269KB)

借助X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)研究了铸态Mg-15Li-6Al合金以及固溶处理后分别进行空冷和水冷等3种不同处理方式获得合金的相组成和形貌特征。采用浸泡实验和电化学实验对比研究了这3种不同状态合金在3.5%NaCl水溶液中的腐蚀行为。结果表明:3种不同状态合金的主要基体组织均为β-Li,且从铸态、固溶空冷态到固溶水冷态,合金中AlLi析出相逐渐减少,固溶水冷态合金基本由单相β-Li组成。3种不同状态合金耐蚀性由低到高的顺序为:铸态<固溶空冷态<固溶水冷态,且固溶水冷态合金相比铸态合金的腐蚀电位提高480 mV,腐蚀电流密度降低3个数量级。这主要是由于固溶处理使Al有效回溶到β-Li基体中,随后的快速冷却使AlLi相的析出受到抑制,减少了AlLi与β-Li两相间腐蚀微电偶对的数量,提高了合金的耐蚀性。

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Zr-Sn-Nb包壳管腐蚀吸氢中氢浓度测算的截面金相法
马雁, 蓝宇宁, 陈嘉威
中国腐蚀与防护学报. 2024, 44 (1): 261-266.   DOI: 10.11902/1005.4537.2023.008
CSTR: 32134.14.1005.4537.2023.008
摘要   HTML   PDF (3396KB)

利用RH600/LECO定氢仪对Zr-Sn-Nb包壳管多个样品获取氢浓度的数据,结合样品横截面显微图像测量获取的氢化物面积分数的数据,推导出一种用于测算Zr-Sn-Nb包壳管中氢浓度的计算公式,即“截面金相法”。通过用文献中大量已知数据对该测算方法进行验证,结果表明,运用“截面金相法”测算出的氢浓度值准确度较高,与标称氢浓度值之间的误差< 6%。

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