Please wait a minute...
ISSN 1005-4537
CN 21-1474/TG
创刊于 1981 年 (双月刊)
当期目录 More>>
  2024年, 第44卷, 第6期 刊出日期:2024-12-15 上一期    下一期
选择: 合并摘要
综合评述
共晶高熵合金高温腐蚀的研究进展
李开洋, 翟蕴龙, 胡新宇, 吴宏, 刘彬, 邢少华, 侯健, 张繁, 张乃强
中国腐蚀与防护学报. 2024, 44 (6): 1377-1388.   DOI: 10.11902/1005.4537.2024.005
CSTR: 32134.14.1005.4537.2024.005
摘要   HTML   PDF (6084KB)

共晶高熵合金由基体相和强化相交替组成,因兼具共晶与高熵的优点而表现出极为优异的力学性能,有望突破传统合金的强度-塑性兼容极限,在工程领域得到广阔应用。然而,在服役过程中,共晶高熵合金的双相结构可能会导致氧化膜异质结构,对其抗腐蚀性能产生影响。但相关影响机制并不明确,影响了其在高温环境中的应用。本文系统分析了不同体系共晶高熵合金的高温氧化行为,梳理了温度、氧化时间、合金元素等因素对腐蚀过程的影响,总结了高温氧化机理,比较了共晶高熵合金与传统合金的抗氧化性能,指出了未来的研究方向,为共晶高熵合金的理论研究和实际应用提供了基础和指导。

Figures and Tables | References | Related Articles | Metrics
研究报告
煤灰中碱金属硫酸盐和氯盐含量对HR3C和渗铝HR3C不锈钢腐蚀行为的影响
喻政, 陈明辉, 王金龙, 杨莎莎, 王福会
中国腐蚀与防护学报. 2024, 44 (6): 1389-1398.   DOI: 10.11902/1005.4537.2024.015
CSTR: 32134.14.1005.4537.2024.015
摘要   HTML   PDF (19034KB)

研究了700℃时煤灰中的碱金属硫酸盐(Na2SO4 + K2SO4)和氯盐(KCl)含量对HR3C和渗铝HR3C腐蚀的影响。合金的腐蚀形式为氧化+内硫化/氧化。当不存在氯盐时,合金的腐蚀深度随着Na2SO4 + K2SO4的质量分数呈线性增加。渗铝的HR3C合金仅发生了轻微的氧化。保持碱金属的含量不变,增加KCl的含量至0.5%、1%、2%(质量分数)时,HR3C的腐蚀程度呈跳跃式的加剧,渗铝样品依然保持着良好的腐蚀抗性。

Figures and Tables | References | Related Articles | Metrics
潮湿空气中应力耦合固态NaCl作用下GH4169合金的中温腐蚀行为研究
王文泉, 崔宇, 薛蕴鹏, 刘莉, 王福会
中国腐蚀与防护学报. 2024, 44 (6): 1399-1411.   DOI: 10.11902/1005.4537.2024.002
CSTR: 32134.14.1005.4537.2024.002
摘要   HTML   PDF (34948KB)

模拟了近海服役的飞机发动机压气机叶片的运行环境,研究了叶片典型材料GH4169在600℃潮湿空气中受固态NaCl耦合应力载荷作用影响的腐蚀行为及机制。结果表明,应力加速了GH4169在该环境中的腐蚀,使合金表面生成了NiCr2O4、NaNbO3、Fe2O3、NiO、Cr2O3、Al2O3及NiFe2O4等腐蚀产物的混合物。应力促使GH4169发生了活化内腐蚀,内腐蚀产物为不连续颗粒状Cr2O3以及少量Fe2O3和NbO。经标准制度热处理的GH4169倾向于发生不均匀沿晶内腐蚀,固溶热处理的GH4169为相对均匀的内腐蚀带。活化腐蚀过程导致基体中产生了贫Cr区和贫Fe区,在该区域中Cr及Fe空位导致Ni-Cr-Fe晶胞的稳定性下降。

Figures and Tables | References | Related Articles | Metrics
鼠李糖脂与2,2-二溴-3-次氮基丙酰胺协同抑制X80管线钢的微生物腐蚀
王娅利, 管方, 段继周, 张丽娜, 杨政险, 侯保荣
中国腐蚀与防护学报. 2024, 44 (6): 1412-1422.   DOI: 10.11902/1005.4537.2024.051
CSTR: 32134.14.1005.4537.2024.051
摘要   HTML   PDF (10954KB)

研究了2,2-二溴-3-次氮基丙酰胺(DBNPA)与鼠李糖脂(RL)对X80管线钢在硫酸盐还原菌Desulfovibrio bizertensis SY-1中的腐蚀行为影响。结果表明,Desulfovibrio bizertensis SY-1存在时,X80管线钢的腐蚀失重和点蚀深度明显增加,且表面检测出FeS腐蚀产物。DBNPA的添加,抑制了浮游及固着SRB的生长,减缓了X80管线钢的腐蚀。150 mg/L DBNPA与500 mg/L RL进行复配时,X80管线钢的腐蚀速率与SRB体系相比降低了77.8% (p = 0.009),与单独使用300 mg/L DBNPA相比降低了50%。另外,150 mg/L DBNPA与500 mg/L RL复配时,X80管线钢腐蚀浸泡15 d后的腐蚀电流密度与SRB体系相比降低了84.7%,与单独使用300 mg/L DBNPA的SRB体系相比降低了20.5%,可显著抑制X80管线钢的微生物腐蚀。

Figures and Tables | References | Related Articles | Metrics
Ti45Al8.5Nb合金表面Zr-SiO2 复合涂层的制备及其抗高温氧化性能研究
吴亮亮, 殷若展, 陈朝旭, 梁君岳, 孙擎擎, 伍廉奎, 曹发和
中国腐蚀与防护学报. 2024, 44 (6): 1423-1434.   DOI: 10.11902/1005.4537.2024.004
CSTR: 32134.14.1005.4537.2024.004
摘要   HTML   PDF (18270KB)

针对电沉积SiO2涂层在高温氧化过程中易产生裂纹的问题,在SiO2涂层表面磁控溅射Zr沉积层来进行改善。研究表明,Zr沉积层氧化为ZrO2填补了SiO2涂层在烧结时产生的裂纹和孔洞等缺陷,并为SiO2涂层与合金基体的热膨胀系数失配提供了缓冲。此外,氧化过程中形成的ZrO2-SiO2骨架结构提高了涂层结构的稳定性。总体上,Zr-SiO2复合涂层在氧化初期显著抑制了氧向合金基体的扩散以及合金基体元素的外扩散,提高了合金的抗高温氧化性能,经氧化后复合涂层表面的氧化物颗粒明显减少,且氧化膜未出现明显生长。此外,在900℃下经过100 h的恒温氧化后,由于元素互扩散,涂层与基体界面形成了(Ti, Nb)O2/Ti5Si3 + Al2O3 + Nb3Al/TiN三层扩散层结构,提高了涂层与基体的结合力。

Figures and Tables | References | Related Articles | Metrics
T2铜合金和Q235钢在模拟北山地下水环境中的电偶腐蚀行为研究
庞洁, 刘相局, 刘娜珍, 侯保荣
中国腐蚀与防护学报. 2024, 44 (6): 1435-1442.   DOI: 10.11902/1005.4537.2024.049
CSTR: 32134.14.1005.4537.2024.049
摘要   HTML   PDF (4232KB)

通过电化学测试实验和腐蚀产物分析研究了T2铜合金和Q235钢在北山地下水模拟液(溶质为Na2SO4和NaCl)和不同Cl-浓度溶液中的电偶腐蚀行为。结果表明,T2铜合金在电偶腐蚀中作为阴极受到保护,Q235钢作为阳极腐蚀速率加快;随Cl-浓度增大,电偶电流密度(Ig)受溶液中溶解氧含量降低、氧扩散系数减小和溶液电导率升高等因素影响存在最大值;随铜合金和碳钢面积比的增大,Ig明显增大,表明该条件下电偶腐蚀反应受阴极控制;温度从25℃升高到50℃,Ig增大且在Cl-浓度更低时出现最大值;电偶电压(Eg)受溶解氧的影响随Cl-浓度增大呈负移趋势。该研究结果为北山地下水对镀铜钢储罐电偶腐蚀的影响提供了参考。

Figures and Tables | References | Related Articles | Metrics
基于接地材料功能需求的耐蚀铸铁表面改性研究
陆添爱, 蒋文昊, 吴伟, 张俊喜
中国腐蚀与防护学报. 2024, 44 (6): 1443-1453.   DOI: 10.11902/1005.4537.2024.039
CSTR: 32134.14.1005.4537.2024.039
摘要   HTML   PDF (22381KB)

电力系统对接地材料的耐蚀性、导电性和成本要求越来越高,因此研发一种新型接地材料至关重要。本研究采用环氧树脂为碳源,控制不同的渗碳温度和保温时间对铸铁表面进行渗碳。采用XRD、Raman、SEM、金相分析、电化学腐蚀实验等方法,研究不同渗碳参数对渗碳层和铸铁基体的组织特征、成分和耐蚀性的影响。研究表明,渗碳铸铁表面形成明显渗碳层,主要成分为Fe3C,耐蚀性显著提高,最优渗碳参数为以5℃/min从室温升至750℃后炉冷。合金铸铁表面采用渗碳工艺可显著提高其耐蚀性和导电性,能够满足接地材料功能需求。

Figures and Tables | References | Related Articles | Metrics
耐蚀钢筋在模拟混凝土孔隙液环境及海砂混凝土中钢筋在模拟海水环境中的钝化及腐蚀行为
谢文珍, 王震宇, 韩恩厚
中国腐蚀与防护学报. 2024, 44 (6): 1454-1464.   DOI: 10.11902/1005.4537.2023.360
CSTR: 32134.14.1005.4537.2023.360
摘要   HTML   PDF (7119KB)

利用电化学技术、微观分析技术,研究Cr10Mo1耐蚀钢筋和在不含Cl-模拟混凝土孔隙液以及埋入海砂混凝土中HRB400普通钢筋模拟海水环境中的钝化行为规律和腐蚀机理,并采用电阻探针技术建立钢筋腐蚀快速评价方法。结果表明:耐蚀钢筋在pH 11.5的模拟液中,表现出较好的钝化行为。在模拟海水环境中,耐蚀钢筋的钝化膜电阻阻值比普通钢筋更大、耐蚀钢筋的腐蚀电流密度也比普通钢筋更小,结合EDS测试和XRD测试,结果表明因存在Cr,通过钝化反应生成的Cr2O3使耐蚀钢筋表现出更优异的耐蚀性能。为了快速评价耐蚀钢筋的腐蚀行为,使用了电阻探针法在模拟海水环境中对其腐蚀速率进行计算,计算得出耐蚀钢筋的年腐蚀速率为0.0047 mm/a,并结合失重法测试的结果证实了此方法可以用作快速评价钢筋的腐蚀行为。

Figures and Tables | References | Related Articles | Metrics
咖啡果皮提取物对钢在三氯乙酸溶液中的缓蚀性能
穆显菊, 李向红, 雷然, 邓书端
中国腐蚀与防护学报. 2024, 44 (6): 1465-1475.   DOI: 10.11902/1005.4537.2024.062
CSTR: 32134.14.1005.4537.2024.062
摘要   HTML   PDF (8372KB)

采用失重法、电化学法、红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、接触角、表面张力等测试研究了农林废弃物咖啡果皮提取物(CSE)在0.10 mol·L-1 三氯乙酸(Cl3CCOOH)中的缓蚀性能。结果表明,500 mg·L-1 CSE在20℃时缓蚀率高达93.7%;20和30℃下CSE在钢表面的吸附规律遵循Langmuir吸附等温式,而40和50℃下则服从Freundlich吸附等温式,标准吸附Gibbs自由能(ΔG0)在-30~-41 kJ·mol-1范围,CSE在钢表面的吸附类型为以化学吸附为主的混合吸附。CSE属于阴极抑制型缓蚀剂。添加CSE使电荷转移电阻增大,而界面双电层电容值下降。添加CSE的缓蚀钢表面的SEM微观形貌腐蚀程度和粗糙程度显著下降,但疏水性增强。FTIR表明CSE中含有大量O原子和芳香环等极性基团。随着CSE的添加,缓蚀溶液体系的表面张力逐渐降低,溶液电导率增加,钢腐蚀浸泡后,溶液表面张力较浸泡前有所增加,而溶液电导率较浸泡前有所降低。

Figures and Tables | References | Related Articles | Metrics
超疏水改性玄武岩/环氧涂层的制备及防护性能研究
曹京宜, 赵伊, 刘岩硕, 方志刚, 荆远, 李亮, 孟凡帝
中国腐蚀与防护学报. 2024, 44 (6): 1476-1484.   DOI: 10.11902/1005.4537.2024.006
CSTR: 32134.14.1005.4537.2024.006
摘要   HTML   PDF (17912KB)

通过碱刻蚀在玄武岩鳞片表面构建微纳结构,在硅烷偶联剂的作用下将纳米ZnO包覆在刻蚀玄武岩表面,同时结合低表面能物质硬脂酸修饰,制备出超疏水、防腐抗菌功能一体化的复合涂层。结果表明,超疏水改性玄武岩/环氧涂层具有较大的水接触角(152°左右);硬脂酸的修饰延迟了ZnO光催化反应的发生和活性氧物质的释放,从而延迟了抗菌性能表达。从超疏水表面憎水机制和避免短期内涂层附近细菌的大量死亡两个角度实现了复合涂层表面防黏附功能;在3.5% NaCl溶液中浸泡14 d后,超疏水涂层的涂层电阻高于环氧涂层2个数量级,说明其对腐蚀介质具有最优异的阻隔性能。

Figures and Tables | References | Related Articles | Metrics
聚苯胺光热超疏水防冰涂层的制备及其防冰除冰性能
安燕, 荆永良, 刘涛, 张玉良, 类延华, 李晓峰, 董丽华
中国腐蚀与防护学报. 2024, 44 (6): 1485-1494.   DOI: 10.11902/1005.4537.2024.010
CSTR: 32134.14.1005.4537.2024.010
摘要   HTML   PDF (18244KB)

首先以全氟癸基三乙氧基硅烷(FAS)修饰聚苯胺(PANI)得到改性材料F-PANI,进而与有机硅树脂(SR)复合得到兼具光热与超疏水性能的功能性涂层(F-PANI涂层)。该涂层的接触角为150.8°,滚动角为3°。具有较好的力学性能、自清洁性能和防腐性能。在20℃,1 Sun条件下,F-PANI涂层表面可以在5 min内达到83.5℃。在低温条件下,涂层同样表现出优异的光热性能。在-25℃,1 Sun条件下,涂层表面的水滴在830 s时完全冻结。与SR涂层相比,结冰速度明显延迟。在-15℃,1 Sun条件下,F-PANI涂层具有一定的除霜和除冰能力。

Figures and Tables | References | Related Articles | Metrics
同成分的超细贝氏体钢和Q&P钢在海水中应力腐蚀开裂行为对比研究
苏志诚, 张弦, 程焱, 刘静, 吴开明
中国腐蚀与防护学报. 2024, 44 (6): 1495-1506.   DOI: 10.11902/1005.4537.2024.028
CSTR: 32134.14.1005.4537.2024.028
摘要   HTML   PDF (19687KB)

采用显微表征方法(SEM、XRD、EBSD),电化学测试和慢应变速率应力腐蚀实验,研究了两种不同热处理工艺的先进高强度钢(超细贝氏体钢、Q&P钢)在海洋环境中的应力腐蚀开裂行为。结果表明,采用等温工艺的超细贝氏体钢中贝氏体铁素体板条细化,出现了较多的薄膜状残余奥氏体,获得了较高的强度与延伸率。贝氏体铁素体板条与残余奥氏体形成微电偶效应,贝氏体铁素体电位较低作为阳极发生溶解,活性溶解位点诱发裂纹的萌生与扩展。此外,超细贝氏体钢中晶粒较细,塑性变形过程中应力集中较小,薄膜状残余奥氏体对裂纹产生钝化作用,使其具有更低的应力腐蚀敏感性。采用淬火配分工艺的Q&P钢中马氏体板条较为粗短,薄膜状残余奥氏体较少。碳由马氏体分配到残余奥氏体中,马氏体与残余奥氏体形成微电偶效应,电化学腐蚀速率明显增大。Q&P钢组织中的块状残余奥氏体会在应力作用下变形为脆性马氏体,引发应力集中导致裂纹形核,同时产生位错堆积和残余微应力,进一步促进了裂纹的萌生及扩展。

Figures and Tables | References | Related Articles | Metrics
基于元胞自动机法的AA7075-T651铝合金在力-化学交互作用下腐蚀损伤特征演化规律研究
翁硕, 孟超, 罗陵华, 袁奕雯, 赵礼辉, 冯金芝
中国腐蚀与防护学报. 2024, 44 (6): 1507-1517.   DOI: 10.11902/1005.4537.2024.111
CSTR: 32134.14.1005.4537.2024.111
摘要   HTML   PDF (6978KB)

为合理阐明力-化学交互作用下AA7075-T651铝合金腐蚀损伤特征的演化规律,本研究采用元胞自动机法和力学数值仿真软件联合方法,模拟了铝合金在不同载荷水平下的腐蚀损伤演化过程,系统地探究了机械应力对材料腐蚀生长速率及形貌特征演化的影响。研究结果显示,相较于无外加载荷作用下的材料腐蚀,力-化学耦合作用下材料腐蚀损失的元胞数量、最大腐蚀深度或宽度均明显增大,且从腐蚀损伤特征的最大腐蚀深度/宽度比值随着载荷水平的增加逐渐上升可以看出,拉伸应力造成腐蚀坑在纵向上呈现出更快的生长趋势,进而造成应力集中系数增加,使得腐蚀损伤特征底部由弹性变形转变为塑性变形,最终加速了金属的腐蚀进程。

Figures and Tables | References | Related Articles | Metrics
TC4钛合金在O2 + CO2 气氛的高温高压模拟水沉积液中表面形成的钝化膜研究
张雅妮, 王思敏, 樊冰
中国腐蚀与防护学报. 2024, 44 (6): 1518-1528.   DOI: 10.11902/1005.4537.2024.054
CSTR: 32134.14.1005.4537.2024.054
摘要   HTML   PDF (8403KB)

采用高温高压腐蚀实验及电化学测试手段研究了TC4钛合金在O2 + CO2气氛的高温高压模拟水沉积液中表面形成的膜层情况。TC4钛合金在实验条件下具有良好的耐蚀性。在O2 + CO2气氛中,TC4钛合金表面膜层为n型半导体型,主要由TiO2和Al2O3组成。随着膜层中Al2O3含量的增加,膜层对基体的保护性减弱。循环极化测试结果显示,阳极极化可以改善钛合金表面膜层的质量;但随着腐蚀系统中O2含量的降低,膜层中的缺陷增多,致密性变差,膜层对基体的保护性减弱。

Figures and Tables | References | Related Articles | Metrics
大气等离子喷涂FeCoCrNiMn高熵合金涂层的耐海水腐蚀与磨损性能
曹甫洋, 王浩权, 季谦, 丁恒楠, 袁志钟, 罗锐
中国腐蚀与防护学报. 2024, 44 (6): 1529-1537.   DOI: 10.11902/1005.4537.2024.060
CSTR: 32134.14.1005.4537.2024.060
摘要   HTML   PDF (19740KB)

研究了采用大气等离子喷涂技术制备的FeCoCrNiMn高熵合金涂层在模拟海水环境中的耐腐蚀与磨损性能。FeCoCrNiMn高熵合金涂层由单相FCC固溶体组成;涂层平均硬度为221.1HV0.2,高于304不锈钢基体的表面平均硬度159.1HV0.2。在3.5%NaCl溶液中,FeCoCrNiMn高熵合金涂层在5 N和10 N载荷下的磨损体积分别为1.21 × 10-2和1.42 × 10-2 mm3,相差17%,其主要磨损机制为腐蚀磨损和氧化磨损;在去离子水中该涂层在5 N和10 N载荷下的磨损体积分别为1.15 × 10-2和1.28 × 10-2 mm3,相差11%,主要磨损机制为黏着磨损和氧化磨损。综合比较,NaCl溶液中涂层的磨损体积高于其在去离子水中的磨损体积,且涂层在NaCl溶液中5 N和10 N载荷下的磨损体积差值大于在去离子水中的磨损体积差值,说明磨损体积随载荷增大而增大的幅度受腐蚀介质影响,NaCl溶液的腐蚀效应对摩擦磨损起到促进作用。同时,在NaCl溶液中,低载荷磨损样品的开路电位可在静置浸泡阶段较短时间内恢复到接近摩擦前水平,而高载荷磨损样品由于机械损伤较大,开路电位上升缓慢,难以恢复到摩擦前水平,说明摩擦磨损造成的机械损伤会加剧腐蚀。

Figures and Tables | References | Related Articles | Metrics
吐温-80对一种冷轧钢在氨基磺酸溶液中的缓蚀性能及机理研究
唐莉清, 李向红, 朱平, 武中发, 雷然, 徐娟
中国腐蚀与防护学报. 2024, 44 (6): 1538-1546.   DOI: 10.11902/1005.4537.2024.076
CSTR: 32134.14.1005.4537.2024.076
摘要   HTML   PDF (4956KB)

通过失重法、动电位极化曲线法、原子力显微镜(AFM)和X射线光电子能谱(XPS)以及缓蚀溶液体系电导率和表面张力等研究了吐温-80在氨基磺酸溶液中的缓蚀机理。结果表明:在氨基磺酸溶液中吐温-80对冷轧钢具有良好的缓蚀效果。30℃时,在0.10 mol/L 氨基磺酸溶液中吐温-80的缓蚀率可高达94.33%;在冷轧钢表面,标准吸附Gibbs自由能(ΔG)为-29.94~-33.79 kJ/mol,说明吐温-80是以化学吸附为主的混合吸附,且其吸附服从Langmuir吸附等温式;吐温-80是混合抑制型缓蚀剂;在添加吐温-80后的溶液表面张力急剧降低;缓蚀后的电导率上升且趋于平缓,略低于浸泡前;AFM观察表明在添加吐温-80后能有效的抑制NH2SO3H对冷轧钢的腐蚀;XPS结果证实吐温-80能在钢片表面形成一层吸附膜层从而达到缓蚀的效果。

Figures and Tables | References | Related Articles | Metrics
应力作用下钢筋在模拟混凝土孔隙液中的钝化行为研究
董征, 毛永祺, 孟洲, 陈向翔, 付传清, 陆晨涛
中国腐蚀与防护学报. 2024, 44 (6): 1547-1556.   DOI: 10.11902/1005.4537.2024.026
CSTR: 32134.14.1005.4537.2024.026
摘要   HTML   PDF (8550KB)

本文针对应力作用下模拟混凝土孔隙液环境中钢筋钝化行为开展了研究。通过电化学测试技术(电位、线性极化电阻、循环伏安曲线、电化学阻抗谱、电化学噪声)对钢筋在持续拉应力作用下的钝化行为进行了分析;采用X射线光电子能谱技术(XPS)表征了不同应力作用下钢筋表面的钝化膜。结果表明,拉应力显著增大了钢筋钝化过程氧化还原反应的活性,且拉应力水平越大氧化还原反应的活性越高。然而随着拉应力的增大,钝化膜中Fe2+/Fe3+比值增大,钝化膜稳定性下降。由此,拉应力作用特别是较高应力水平(超过60%屈服强度)显著降低了钢筋的钝化膜电阻、噪声电阻、极化电阻,增大了其在钝化状态时的电流密度。

Figures and Tables | References | Related Articles | Metrics
时效时间对锻态AZ80镁合金第二相析出及柱面取向表面腐蚀性能的影响
魏珂正, 蒋文龙, 龚奕维, 裘欣, 丁汉林, 项重辰, 王子健
中国腐蚀与防护学报. 2024, 44 (6): 1557-1565.   DOI: 10.11902/1005.4537.2024.183
CSTR: 32134.14.1005.4537.2024.183
摘要   HTML   PDF (13306KB)

本文对锻态AZ80镁合金进行固溶处理及不同保温时间的时效处理,采用析氢法、失重法及电化学测试分析了时效态AZ80镁合金的耐蚀性能,观察了合金的显微组织和腐蚀形貌,对比研究了时效热处理工艺对于柱面织构平面内第二相形貌、尺寸及数量等特征的影响,探讨了不同特征第二相粒子对合金耐蚀性能的影响规律。结果表明:不同的时效时间可有效调控锻态AZ80镁合金中第二相的析出行为,时效处理不仅可以改善合金的耐蚀性能,还可以有效弱化镁合金腐蚀性能上的各向异性。当合金达到峰值时效时,基体内可形成致密的具有网络结构的第二相,合金表面的耐蚀性和腐蚀均匀性均得到有效提升,柱面取向表面和基面取向表面间平均腐蚀速率的差值最小。

Figures and Tables | References | Related Articles | Metrics
SCl表面吸附及其对 γ-FeM(111)(M = CrNiMnMoCuCe)腐蚀的理论研究
董楠, 秦慰蓉, 韩培德
中国腐蚀与防护学报. 2024, 44 (6): 1566-1572.   DOI: 10.11902/1005.4537.2024.052
CSTR: 32134.14.1005.4537.2024.052
摘要   HTML   PDF (5325KB)

采用第一性原理计算方法研究了S、Cl在γ-FeM(111) (M=Cr、Ni、Mn、Mo、Cu、Ce)表面的吸附及其引起的腐蚀,以及拉、压应力对体系表面结构稳定性的影响。计算结果表明:S、Cl在γ-Fe(111)表面最容易吸附于hcp位和fcc位,S和Cl吸附表面的电子功函数降低,耐蚀性能减弱。合金元素Cr、Ni、Mn、Mo、Cu、Ce与γ-Fe(111)构成的表面耐Cl腐蚀;Mo、Cu和Ce可以同步提高γ-Fe(111)表面的抗S、Cl腐蚀能力。压应力作用下,S、Cl吸附的γ-FeM(111) (M = Cr、Ni、Mn、Mo、Cu、Ce)表面的电子功函数增大,而拉应力下使得表面电子功函数减小,S、Cl吸附与拉应力共同作用将大大降低体系的耐蚀性。

Figures and Tables | References | Related Articles | Metrics
基于物理场耦合的交流干扰作用下埋地金属管线腐蚀数值仿真
王承涛, 申冠一, 许少毅, 李威, 王禹桥, 王树臣, 闻东东, 李朋宇
中国腐蚀与防护学报. 2024, 44 (6): 1573-1580.   DOI: 10.11902/1005.4537.2024.016
CSTR: 32134.14.1005.4537.2024.016
摘要   HTML   PDF (3507KB)

本文构建了一种基于物理场耦合的埋地金属管线交流杂散电流腐蚀数值仿真模型,通过电场与电化学场的相互耦合作用,分析了静态周期和动态周期内钢轨电位和埋地金属管线表面电流密度分布规律,研究了金属管线埋地深度、与交流牵引系统相对角度、相对距离等因素对埋地金属管线表面电流密度分布规律的作用效果。结果表明,一个周期内的交流信号的动态特性和牵引电流整体变化的动态特性均会对埋地金属管线的交流腐蚀演化过程产生重要影响,同时埋地深度、与交流牵引系统相对角度和相对距离是评估埋地金属管线受交流腐蚀作用不可忽视的重要因素。

Figures and Tables | References | Related Articles | Metrics
缝隙几何尺寸对闭塞区化学环境及腐蚀行为的影响
许志昱, 胡骞, 黄峰, 刘静, 卢献忠
中国腐蚀与防护学报. 2024, 44 (6): 1581-1588.   DOI: 10.11902/1005.4537.2024.047
CSTR: 32134.14.1005.4537.2024.047
摘要   HTML   PDF (10860KB)

针对2205双相不锈钢在NaCl溶液中的缝隙腐蚀行为,设计缝内溶液化学环境测试及电化学实验装置,研究了缝隙腐蚀孕育期内Cl-和H+的富集规律,以及发展期缝内电极的阳极溶解行为,探讨了缝隙高度和闭塞区体积对闭塞区化学环境和腐蚀行为的影响。结果表明,随着缝隙高度或闭塞区体积减小,在缝隙腐蚀孕育期,Cl-和H+富集速率明显上升,H+浓度增加2个数量级。而在缝隙腐蚀发展期,OH-浓度显著增大;而缝内电位降越小,缝内电极的阳极溶解速率就越大。

Figures and Tables | References | Related Articles | Metrics
选区激光熔化成形含Cu中熵合金的微观组织及耐腐蚀性能
易铄, 周生璇, 叶鹏, 杜晓洁, 徐震霖, 何宜柱
中国腐蚀与防护学报. 2024, 44 (6): 1589-1600.   DOI: 10.11902/1005.4537.2024.064
CSTR: 32134.14.1005.4537.2024.064
摘要   HTML   PDF (13146KB)

以选区激光熔化(SLM)制备的Fe-Mn-Cr-Ni中熵合金(MEA)为对象,重点研究了打印态和经不同时效温度处理的MEA在1 mol/L NaOH溶液中的耐腐蚀性能,分析了微观组织对腐蚀行为的影响。结果表明,SLM-MEA经过300℃时效后,晶界处的富Cu相优先被溶解,从而抑制了活性部位溶解,提高了耐腐蚀性能。对比打印态,300℃时效态的腐蚀电流下降了37.37%,极化电阻提高了2倍。随着时效温度升高,富Cu析出相的位置沿晶界处向胞状亚晶内部转移。富Cr碳化物随着温度升高发生粗化,削弱了钝化膜的保护能力。此外,300℃时效态中富Cu析出相的溶解,提高了钝化膜中Cr + Ni/Fe + Mn阳离子比,其值为打印态的1.2倍,促进更致密连续的钝化膜形成。

Figures and Tables | References | Related Articles | Metrics
基于Stacking集成模型融合的钢筋混凝土锈胀开裂预测方法
梁梓豪, 应宗权, 刘梅梅, 杨帅
中国腐蚀与防护学报. 2024, 44 (6): 1601-1609.   DOI: 10.11902/1005.4537.2024.017
CSTR: 32134.14.1005.4537.2024.017
摘要   HTML   PDF (3787KB)

为了解决传统经验公式模型对钢筋混凝土锈胀开裂预测方法存在的公式不统一、精度有限等问题的局限性,本文提出一种基于Stacking集成模型融合的钢筋混凝土锈胀开裂预测方法。首先,通过文献收集的223组钢筋混凝土锈胀开裂试验数据进行数据预处理;其次,基于支持向量回归(SVR)、随机森林(RF)和极端梯度提升树(XGBoost)算法分别进行贝叶斯优化超参数、模型训练及评估,采用决定系数R2、平均绝对误差(MAE)和均方根误差(RMSE)对比分析3种机器学习模型的预测性能,并在此基础上搭建基于Stacking融合多种算法的预测模型;最后,对所提出的机器学习模型和传统经验公式模型进行泛化性能验证,并探讨基于XGBoost模型的可解释性分析。结果表明:与其他机器学习模型相比,基于Stacking集成模型的预测精度和泛化性能较好,且可解释性分析结果说明模型预测逻辑与实际工程经验较为吻合。研究结果有助于提高钢筋混凝土锈胀开裂预测精度,可为决策者在实际工程提供科学的理论指导。

Figures and Tables | References | Related Articles | Metrics
B、Ce微合金化对S31254超级奥氏体不锈钢析出相及耐蚀性能的影响
马晋遥, 董楠, 郭振森, 韩培德
中国腐蚀与防护学报. 2024, 44 (6): 1610-1616.   DOI: 10.11902/1005.4537.2024.043
CSTR: 32134.14.1005.4537.2024.043
摘要   HTML   PDF (11049KB)

采用OM、SEM、EDS、电化学测试等方法研究了B、Ce微合金化对S31254超级奥氏体不锈钢的析出相及耐蚀性的影响。析出相分析结果表明,B、Ce的添加都有抑制时效过程中析出相的析出作用,并且B、Ce复合后可改变析出相沿晶界的析出形态。电化学结果显示,B、Ce复合微合金化可提高材料的自腐蚀电位和点蚀电位,促进钝化膜的快速形成并同步提升其稳定性,改善材料的耐点蚀与耐晶间腐蚀性能。因此,本文的研究结果表明相较单一B元素的添加,B、Ce协同对S31254析出相的抑制和耐蚀性提高效果更为显著。

Figures and Tables | References | Related Articles | Metrics
封闭型耐蚀涂层的寿命预测模型研究
禹文娟, 王天丛, 赵东杨, 向雪云, 吴航, 王文
中国腐蚀与防护学报. 2024, 44 (6): 1617-1624.   DOI: 10.11902/1005.4537.2023.383
CSTR: 32134.14.1005.4537.2023.383
摘要   HTML   PDF (2128KB)

以封闭型耐蚀涂层为研究对象,通过阴极剥离试验得到了阴极剥离抗力与涂层厚度和时间的函数关系,分析、论证了电化学阻抗表征涂层耐蚀性能的有效性。研究了涂层在循环老化过程中的电化学阻抗变化规律,分析了电化学阻抗与涂层厚度、老化时间之间的数值关系,并建立了封闭型涂层的寿命预测模型。结果表明,涂层寿命预测值与涂层的目标使用寿命值具有可比性。

Figures and Tables | References | Related Articles | Metrics
两种热处理状态的镍基单晶高温合金在900℃(Na2SO4 + NaCl)混合盐中热腐蚀行为研究
张金龙, 付广艳, 宁礼奎, 刘恩泽, 谭政, 佟健, 郑志
中国腐蚀与防护学报. 2024, 44 (6): 1625-1632.   DOI: 10.11902/1005.4537.2024.027
CSTR: 32134.14.1005.4537.2024.027
摘要   HTML   PDF (13348KB)

本文对完全热处理(CH)和完全热处理后长期时效(CH-LA)的两种热处理状态的镍基单晶高温合金涂覆75%Na2SO4 + 25%NaCl混合盐膜后进行900℃热腐蚀实验;并利用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)等手段,对合金热腐蚀100 h后的表面形貌、物相组成、元素分布等进行分析,探讨了合金的热腐蚀机理。结果表明:CH样品γ基体上均匀分布着具有良好立方度的细小γ'相;CH-LA样品γ'相产生变形和粗化,而且析出了球状、针状和短棒状的TCP相。两种热处理状态的镍基单晶高温合金的腐蚀动力学曲线均近似抛物线或分段抛物线,CH样品腐蚀速率相对较小,腐蚀膜剥落轻微,表面形成了连续的Al2O3外氧化膜,内层区发生Al内氧化和Cr、Ni的内硫化;CH-LA样品,腐蚀速率相对大,表面腐蚀产物剥落明显,表面形成了较厚的复合氧化物层及极薄的Al2O3层,同时也形成了Al的内氧化和Cr、Ni的内硫化区。

Figures and Tables | References | Related Articles | Metrics
HF溶液中316L应力腐蚀开裂行为研究
张颛利, 戴海龙, 张喆, 石守稳, 陈旭
中国腐蚀与防护学报. 2024, 44 (6): 1633-1640.   DOI: 10.11902/1005.4537.2024.132
CSTR: 32134.14.1005.4537.2024.132
摘要   HTML   PDF (14066KB)

采用慢应变速率拉伸试验(SSRT)和微观表征方法对316L不锈钢在HF溶液中的应力腐蚀开裂(SCC)机理进行了研究。316L不锈钢在HF溶液中表现出强烈的应力腐蚀敏感性,力学性能大大下降。应力腐蚀是由初期腐蚀产物膜撕裂以及随后力学和化学协同作用引发的点蚀共同导致的。316L不锈钢在HF溶液中表现出多源启裂特点,晶界、滑移台阶和δ铁素体与基体的相界均是裂纹萌生的主要位点。综上所述,机械变形诱发产物断裂是316L不锈钢在HF溶液中发生SCC的根本原因。

Figures and Tables | References | Related Articles | Metrics
基于电磁感应红外热成像技术的涂层缺陷检测
赵岩, 粘磊, 王钰, 唐晓
中国腐蚀与防护学报. 2024, 44 (6): 1641-1648.   DOI: 10.11902/1005.4537.2024.135
CSTR: 32134.14.1005.4537.2024.135
摘要   HTML   PDF (9470KB)

为了实现涂层缺陷的无损可视化检测,本文基于电磁感应红外热成像系统对缺陷涂层钢板进行了缺陷检测,根据红外热像图中颜色明暗差异、缺陷形状以及缺陷与临界温差大小建立了不同涂层缺陷类型的定性评判准则。将该准则用于识别涂层在海洋环境腐蚀失效过程中出现的缺陷,结合Kelvin电位分布和电极形貌可见光图像验证了涂层缺陷判断准则的可靠性。

Figures and Tables | References | Related Articles | Metrics
304430不锈钢铸坯氧化皮结构及结合力研究
孙琼琼, 贾玺泉, 徐震霖, 何宜柱, 范光伟, 张威, 李欢
中国腐蚀与防护学报. 2024, 44 (6): 1649-1655.   DOI: 10.11902/1005.4537.2023.397
CSTR: 32134.14.1005.4537.2023.397
摘要   HTML   PDF (13164KB)

利用场发射扫描电镜、能谱仪和X射线衍射仪,分析了304奥氏体和430铁素体不锈钢铸坯在1240℃空气中保温4 h后的氧化皮结构和成分组成,并利用3D微米划痕仪表征了氧化皮与基体的结合力,探讨材料在实际工况下的氧化机理。结果表明:两种不锈钢的氧化动力学遵循抛物线规律,且430不锈钢的氧化速率显著高于304不锈钢。两种不锈钢的氧化皮均为典型的3层结构:外氧化层、内氧化层和内部氧化层;但两种不锈钢的内氧化层和内部氧化层的形态存在差异。304不锈钢内氧化层较为致密,而430不锈钢内氧化层存在较多孔洞和裂缝,有利于氧的扩散,从而加速氧化进程。304不锈钢的内部氧化层主要呈分散的块状分布,而430不锈钢内部氧化层呈连续根状分布,增强了氧化皮与基体的结合力。

Figures and Tables | References | Related Articles | Metrics
SA210C钢在涂覆不同质量比混合盐膜下的高温腐蚀行为
占阜元, 刘宣义, 黄世福, 刘帅岐, 徐媛媛, 潘喜桂, 何华林, 刘光明
中国腐蚀与防护学报. 2024, 44 (6): 1656-1662.   DOI: 10.11902/1005.4537.2024.009
CSTR: 32134.14.1005.4537.2024.009
摘要   HTML   PDF (11115KB)

为研究表面涂覆质量比分别为Na2SO4∶NaCl = 3∶1、1∶1和1∶3混合盐膜的SA210C钢在600℃下的腐蚀行为,通过实验获得了腐蚀动力学曲线,采用XRD、SEM和EDS分析了腐蚀产物成分、微观结构与形貌。结果表明:涂覆3种不同混合盐膜时,SA210C钢表面主要氧化产物均为Fe3O4和Fe2O3,腐蚀层增重、增厚情况与混合盐膜中NaCl质量占比呈正相关关系。涂覆混合盐膜中NaCl质量比为1∶3时,SA210C钢表面腐蚀产物内部有明显开裂、分层现象,腐蚀产物严重剥落;涂覆NaCl质量比为3∶1时,腐蚀层存在贯穿式裂纹,腐蚀产物膜/基体界面内侧观察到腐蚀现象。

Figures and Tables | References | Related Articles | Metrics