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ISSN 1005-4537
CN 21-1474/TG
创刊于 1981 年 (双月刊)
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  2025年, 第45卷, 第5期 刊出日期:2025-10-15 上一期   
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综合评述
腐蚀电化学阻抗谱的数据解析与物理模型研究进展
郭玉杰, 李艳辉, 夏大海, 胡文彬
中国腐蚀与防护学报. 2025, 45 (5): 1143-1160.   DOI: 10.11902/1005.4537.2024.381
CSTR: 32134.14.1005.4537.2024.381
摘要   HTML   PDF (6490KB)

电化学阻抗谱(EIS)是研究金属材料及其涂覆体系腐蚀电化学行为与失效机理的最重要的方法之一。随着腐蚀电化学理论、数值计算以及相应拟合软件的发展,EIS数据解析得到了很大发展。通过数据拟合与解析可得到表征钝化膜厚度、钝化膜电阻率分布、涂层电阻率分布等关键参数。当钝化膜破裂后,通过动力学模型推导Faraday阻抗ZF的表达式,可以解析各个电极反应的速度常数、扩散层厚度等参数。本文以钝态金属及其有机涂覆体系为案例,综述了电化学等效电路模型(ECM)、点缺陷模型(PDM)、电化学动力学模型、幂律模型(PLM)、Young模型在解析氧化膜性质、涂层性能和电极过程动力学参数中的应用,并讨论了每种方法的优缺点,最后指明了EIS数据解析与物理模型的发展趋势。

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常用钛合金焊接接头显微组织结构及对材料性能的影响
佟向瑜, 徐玮辰, 王秀通, 王优强, 段继周
中国腐蚀与防护学报. 2025, 45 (5): 1161-1174.   DOI: 10.11902/1005.4537.2024.392
CSTR: 32134.14.1005.4537.2024.392
摘要   HTML   PDF (11892KB)

钛合金不同的焊接工艺会影响其显微组织和性能。激光焊产生细小等轴晶,适量增加β相提高韧性和塑性,但过多会降低强度;MIG焊缝为柱状晶,适合连续焊接,但β相不均可能增加裂纹风险;TIG焊质量高,但焊缝树枝晶形态可能导致强度和塑性下降;电子束焊缝混合细小等轴晶和柱状晶,能提高强度和塑性,但对焊接环境要求高。焊接接头的显微组织不均匀性会导致局部腐蚀,β相含量会影响应力腐蚀开裂敏感性,焊缝缺陷和组织不均匀区域易萌生疲劳裂纹,细小均匀组织会提高疲劳寿命。优化焊接工艺对提高钛合金焊接接头质量和性能至关重要。

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在电解液中添加陶瓷颗粒对钛合金表面微弧氧化膜层改性的研究进展
何江海, 杨子钰, 刘琦, 马子骅, 何伟, 陈飞
中国腐蚀与防护学报. 2025, 45 (5): 1175-1186.   DOI: 10.11902/1005.4537.2024.382
CSTR: 32134.14.1005.4537.2024.382
摘要   HTML   PDF (8701KB)

钛合金微弧氧化(MAO)后在表面形成的涂层疏松多孔等物理缺陷,严重影响了钛合金相关性能及服役时间,针对这一问题,本文总结了利用二元化合物在电解液里的掺杂,提高钛合金MAO涂层的耐磨性、耐蚀性、高温抗氧化性、光催化性、抗菌性的相关性能研究。并在此基础上提出了未来二元化合物的掺杂来提高钛合金微弧氧化涂层性能的研究方向和思路,希望能为今后钛合金的研究提供参考和借鉴。

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铅冷快堆候选结构材料液态铅铋共晶环境中疲劳行为研究进展
史轩铭, 谭季波, 张兹瑜, 吴欣强
中国腐蚀与防护学报. 2025, 45 (5): 1187-1195.   DOI: 10.11902/1005.4537.2024.358
CSTR: 32134.14.1005.4537.2024.358
摘要   HTML   PDF (587KB)

材料在液态铅铋环境中的腐蚀疲劳性能是开展铅冷快堆关键设备设计的关键因素。本文介绍了铁素体/马氏体钢和奥氏体不锈钢在液态铅铋共晶环境中的疲劳行为,总结了材料因素(结构与表面状态)、环境因素(温度与氧浓度)与载荷因素(应变幅、应变速率)对液态铅铋疲劳寿命的影响规律,讨论了液态金属腐蚀和液态金属脆化对材料腐蚀疲劳损伤机理的影响,提出了当前研究中存在的问题,展望了未来的研究方向。

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研究报告
EIS研究7050铝合金在NaCl溶液空蚀作用下的界面状态与腐蚀机制
夏大海, 潘成成, 郭玉杰, 胡文彬, TRIBOLLET Bernard
中国腐蚀与防护学报. 2025, 45 (5): 1196-1204.   DOI: 10.11902/1005.4537.2024.359
CSTR: 32134.14.1005.4537.2024.359
摘要   HTML   PDF (5049KB)

空蚀是导致铝合金螺旋桨在海水环境失效的主要原因,厘清铝合金在空蚀作用下的溶解机理对于抑制空蚀十分关键。本文采用电化学阻抗谱(EIS)研究了7050铝合金在空蚀作用下的腐蚀电化学行为,高频区容抗弧与表面氧化膜阻抗和Faraday阻抗有关,中频区扩散阻抗弧与Al3+在Al(OH)3膜中的扩散过程有关,低频区感抗弧与中间产物Alads+有关。从理论上推导出基于动力学模型的Faraday阻抗ZF的表达式。高频区相位角不是常数,空蚀作用下氧化膜的阻抗响应符合Young模型,说明其结构较为疏松,氧化膜内层电阻率约为1010~1011 Ω·cm。此外,其厚度约为0.58~0.96 nm,并随着空蚀时间延长而逐渐降低。

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基于多尺度图像特征融合的有机涂层寿命预测研究
李婕, 孟凡帝, 孙学思, 李佳妮, 陈思涵, 李则蓝, 迟剑宁, 亓海霞, 王福会, 刘莉
中国腐蚀与防护学报. 2025, 45 (5): 1205-1218.   DOI: 10.11902/1005.4537.2025.092
CSTR: 32134.14.1005.4537.2025.092
摘要   HTML   PDF (21511KB)

以环氧有机耐磨涂层为研究对象,通过扫描电子显微镜、金相显微镜、激光共聚焦等方法多尺度采集有机涂层的微观形貌,利用基于深度学习的图像识别技术提取图像中的量化参数数据,搭建有机涂层缺陷参数随服役时间的动态演化关系网络以及有机涂层的寿命预测网络模型。结果表明,搭建的演化关系曲线模型以及网络预测模型可较为准确实现对有机涂层的寿命预测研究。

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超临界水环境中汽轮机阀门材料氧化特性研究
王芬玲, 尚丽梅, 张乃强, 朱忠亮
中国腐蚀与防护学报. 2025, 45 (5): 1219-1232.   DOI: 10.11902/1005.4537.2024.393
CSTR: 32134.14.1005.4537.2024.393
摘要   HTML   PDF (47991KB)

对F91、渗氮F91及F92钢在600~620 ℃/25 MPa超临界水(SCW)中的氧化特性进行研究。利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射谱(XRD)以及X射线光电子能谱(XPS)分析阀门材料的氧化动力学、氧化膜微观形貌以及物相组成。结果表明:F91、渗氮F91及F92钢氧化动力学偏离抛物线规律。阀门材料的氧化膜为典型的双层结构,外层富Fe,由Fe3O4或Fe2O3组成,内层由富Cr尖晶石组成,氧化膜表面有少量MoO3、Ni(OH)2以及Cr2O3。此外,随着氧化时间的延长和温度的升高,氧化膜发生严重的翘曲型剥落。也对F91、渗氮F91及F92钢在超临界水中的氧化及剥落机理进行了讨论。

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大气等离子热障涂层体系在900 ℃含水蒸气和NaCl环境下的腐蚀行为
李琰琰, 李帅, 董超, 李冬强, 鲍泽斌, 朱圣龙
中国腐蚀与防护学报. 2025, 45 (5): 1233-1243.   DOI: 10.11902/1005.4537.2024.412
CSTR: 32134.14.1005.4537.2024.412
摘要   HTML   PDF (11349KB)

分别采用两种型号的大气等离子喷涂(APS)工艺在超音速火焰喷涂(HVOF)制备的NiCoCrAlY涂层表面制备8%Y2O3稳定的ZrO2 (YSZ)陶瓷面层,然后在900 ℃含水蒸气和NaCl环境下进行腐蚀测试,研究两种工艺制备的热障涂层(TBC)体系的腐蚀行为。研究结果表明:APS工艺可通过调整合适的主、辅气流量及喷涂电流改善YSZ陶瓷面层的结构,使其均匀致密、孔隙率更低。致密的YSZ陶瓷面层可一定程度上阻碍Cl和O的侵入,延缓NiCoCrAlY粘结层的氧化速率,从而使该TBC体系表现出更优异的热稳定性和耐海洋腐蚀性能。

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(La0.2Nd0.2Tm0.2Yb0.2Lu0.2)2Zr2O7 高熵陶瓷的制备及其在熔融氧化物膜CaO-MgO-Al2O3-SiO2 下的腐蚀行为
耿浩钧, 谢芳坤, 杨凌旭, 王艳丽, 刘会军, 曾潮流
中国腐蚀与防护学报. 2025, 45 (5): 1244-1252.   DOI: 10.11902/1005.4537.2024.402
CSTR: 32134.14.1005.4537.2024.402
摘要   HTML   PDF (17956KB)

采用高温固相法和热压烧结法分别制备了(La 0.2 Nd 0.2 Tm 0.2 Yb 0.2 Lu 0.2 )2Zr2O7高熵陶瓷粉体及块体材料,表征和分析其微观组织结构,并研究了高熵陶瓷在1300 ℃的熔融氧化物膜CaO-MgO-Al2O3-SiO2 (CMAS)下的腐蚀行为。结果表明,高熵陶瓷由70.15%的缺陷萤石和29.85%的烧绿石双相结构组成。在1300 ℃的熔融CMAS中腐蚀一定时间后,其腐蚀产物主要为稀土(RE)元素与Ca共同稳定的(RE, Ca)-ZrO2和磷灰石型(Ca2RE8(SiO4)6O2)产物。腐蚀机制为:高熵陶瓷在熔融CMAS中部分溶解,其中大离子半径的轻稀土元素(La, Nd)易与CMAS中的Ca和Si结合形成磷灰石型Ca2RE8(SiO4)6O2结构,而小离子半径的重稀土元素(Tm, Yb, Lu)则继续留在ZrO2中形成稀土与Ca共同稳定的(RE, Ca)-ZrO2

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表面粗糙度以及NaOH溶液的浓度和温度对锆基非晶合金腐蚀行为的影响
王涛涛, 薛荣洁, 马晓伟, 万皓锋, 王冬朋, 刘珍光
中国腐蚀与防护学报. 2025, 45 (5): 1253-1264.   DOI: 10.11902/1005.4537.2024.408
CSTR: 32134.14.1005.4537.2024.408
摘要   HTML   PDF (12540KB)

通过自然浸泡失重法、电化学技术和扫描电镜(SEM/EDS)等手段,研究了温度、浓度、粗糙度及自然浸泡对Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10Be22.5 (Vit1)非晶合金在NaOH溶液中耐蚀性的影响。结果表明,Vit1在0.1 mol/L的NaOH溶液中的自然腐蚀速率是0.01 mol/L的NaOH溶液中的1.22倍。随着温度、浓度和粗糙度增加,Vit1的自腐蚀电流密度变大,阻抗变小,耐蚀性下降,表面生成的ZrO2、TiO2、NiO、CuO基底氧化物和Be(OH)2腐蚀产物增多,腐蚀产物覆盖面积增大。温度升高,分子和离子的活动能力增强,更易发生化学反应,促进合金溶解和腐蚀。高浓度的NaOH,腐蚀速率加快,是由于高浓度碱性溶液中的OH-能更有效地与非晶合金表面发生反应,从而加快腐蚀。粗糙度增加,参与腐蚀反应的表面暴露有效面积增大,腐蚀反应速率加快。浸泡处理后,腐蚀液在合金表面积累,导致局部浓度增加,这些局部浓度差异导致腐蚀的不均匀性,产生腐蚀疤痕。

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高压凝固Mg-xAl (x = 3, 5, 7, 9, 12)合金组织结构及耐腐蚀性能
郭耀威, 艾士民, 房大然, 林小娉, 杨连威, 郑哲皓
中国腐蚀与防护学报. 2025, 45 (5): 1265-1276.   DOI: 10.11902/1005.4537.2024.333
CSTR: 32134.14.1005.4537.2024.333
摘要   HTML   PDF (28398KB)

利用CS-1V型六面顶高压设备重熔Mg-xAl (x = 3,5,7,9,12,质量分数,%)合金,采用SEM、XPS以及电化学实验等研究Mg-xAl合金组织结构及耐蚀性。结果表明,经4 GPa高压凝固后,Mg-Al合金的脱溶转变被抑制,共晶成分点及最大溶解度点右移,与常压凝固相比,高压凝固Mg-xAl合金最大基体固溶度增加0.38%~3.43%,β-Mg17Al12相含量降低0.1%~14.9%;且β-Mg17Al12相形貌和分布得到极大改善。因此,高压凝固Mg-xAl合金的电偶腐蚀倾向降低,耐腐蚀性能明显提升,其中Mg-5Al和Mg-9Al合金的耐蚀性最佳。

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钛基体阴极充氢处理对RuO2-IrO2-TiO2 阳极微观结构和性能的影响
刘鹏鹤, 薛丽莉, 许立坤, 辛永磊, 郭明帅, 周帅, 段体岗
中国腐蚀与防护学报. 2025, 45 (5): 1277-1288.   DOI: 10.11902/1005.4537.2024.410
CSTR: 32134.14.1005.4537.2024.410
摘要   HTML   PDF (12329KB)

采用SEM、XRD等表面分析手段以及CV、EIS、动电位极化测试和强化电解加速寿命试验等电化学方法研究了钛基体阴极充氢对RuO2-IrO2-TiO2阳极微观结构和电化学性能的影响。结果表明,钛基体阴极充氢后表面形成了由TiH1.5和TiH2构成的氢化物层,降低了钛基体的耐蚀性。随着钛基体充氢电流密度的增加,氧化物阳极表面的粗裂纹逐渐增多,孔隙率增大,阳极的电化学活性表面积增大,析氯电催化活性增强,但阳极的电化学稳定性降低。当充氢电流密度继续增加到500 mA/cm2时,则发生相反的变化,氧化物阳极的电化学活性有所降低,而稳定性有所增强。

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Mg-Gd-Y-Zn-Zr合金在NaClNa2SO4 溶液中腐蚀行为研究
蔡科涛, 季磊, 张震, 冯强, 邓伟林, 兰贵红, 何莎, 赵占勇, 白培康
中国腐蚀与防护学报. 2025, 45 (5): 1289-1299.   DOI: 10.11902/1005.4537.2024.390
CSTR: 32134.14.1005.4537.2024.390
摘要   HTML   PDF (15966KB)

采用析氢测量、失重测试、阴极极化曲线、电化学阻抗谱和腐蚀形貌观察等方法研究Mg-Gd-Y-Zn-Zr合金在NaCl和Na2SO4溶液中的腐蚀行为。结果表明,Mg-Gd-Y-Zn-Zr合金在0.6 mol/L NaCl溶液中的腐蚀速率远高于0.6 mol/L Na2SO4溶液。在NaCl溶液中Mg-Gd-Y-Zn-Zr合金表面迅速形成针状氧化膜,随着浸泡进行氧化膜变厚,出现大量微裂纹;在Na2SO4溶液中Mg-Gd-Y-Zn-Zr合金浸泡初期氧化膜较薄,随着浸泡进行氧化膜呈絮状特征,腐蚀产物层观察到明显硫富集。腐蚀形貌结果显示,Mg-Gd-Y-Zn-Zr合金在NaCl溶液中α-Mg基体优先腐蚀,腐蚀较深,呈现局部腐蚀特征,而在Na2SO4溶液中第二相优先腐蚀,腐蚀较浅,腐蚀程度相对均匀。基于上述结果,从氧化膜形成和电偶腐蚀方面讨论了Cl-和SO42-对Mg-Gd-Y-Zn-Zr合金腐蚀行为的影响机制。

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Sb对高强结构钢在东海环境中腐蚀行为的影响
冯宇芹, 郭同翰, 余韦汉, 吴伟, 张大全
中国腐蚀与防护学报. 2025, 45 (5): 1300-1308.   DOI: 10.11902/1005.4537.2024.346
CSTR: 32134.14.1005.4537.2024.346
摘要   HTML   PDF (21641KB)

高强结构钢在海洋环境中面临着严重的腐蚀问题,微合金化是提高高强结构钢耐蚀性的主要手段,但微量合金元素Sb的作用尚需进一步研究,因此本文通过现场暴露试验、电化学测试和各种表征手段对比研究了东海大气环境中含Sb和不含Sb高强结构钢的腐蚀行为差异,阐明了Sb的添加对高强结构钢耐蚀性的影响。研究表明,添加Sb能够优化钢的组织结构,使晶粒得到细化。同时,添加Sb能够减缓钢的腐蚀速率,降低腐蚀电流密度。在含Sb钢上形成的腐蚀产物层比在无Sb钢上的产物具有更致密的结构和保护性更好的物相组成,能够有效地抵抗侵蚀性Cl-进入基体。此外,含Sb钢表面的腐蚀坑在直径方向上变大,在深度方向上变浅,且这一变化速度比无Sb钢更加明显,统计结果证实添加Sb能够促进腐蚀模式朝着均匀腐蚀发展。

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冷喷涂Cu-Ti伪合金防污材料的腐蚀行为
谷松伦, 张繁, 黄国胜, 姜丹, 董国君
中国腐蚀与防护学报. 2025, 45 (5): 1309-1319.   DOI: 10.11902/1005.4537.2024.347
CSTR: 32134.14.1005.4537.2024.347
摘要   HTML   PDF (15506KB)

构建了一种Cu-Ti伪合金微电偶体系,加速Cu的腐蚀速率提高其在海洋环境的防污效果,并进行了多种腐蚀电化学表征验证。采用冷喷涂方法制备了0%、5%、10%、15% (质量分数) 4种不同Ti含量的Cu-Ti伪合金防污材料,并对4种防污材料采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)进行微观形貌及成分检测。在天然海水中进行自腐蚀电位、动电位极化曲线电化学测试以及扫描振动电极(SVET)微区电化学测试,结合电感耦合等离子发射光谱分析仪(ICP)分析了Cu-Ti伪合金的腐蚀行为及腐蚀规律。结果表明,在天然海水中,试样表面Cu和Ti颗粒可形成微电偶对。随着Ti质量分数的增加,Cu和Ti颗粒组成的微原电池数量增加,防污材料腐蚀速率加快。Ti质量分数为15%时,腐蚀速率最快,Cu离子释放速率提高了近10倍,可达280 μg/(cm2·d)。该方法可以较好的加速Cu-Ti伪合金材料中Cu离子的释放,对提升铜合金的防污效果具有良好的促进作用。

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基于物理信息神经网络的油气管道内腐蚀预测方法
周涛涛, 刘迎正, 郑文培, 姜恒良, 刘海鹏, 夏刚
中国腐蚀与防护学报. 2025, 45 (5): 1320-1330.   DOI: 10.11902/1005.4537.2024.363
CSTR: 32134.14.1005.4537.2024.363
摘要   HTML   PDF (3465KB)

为了对管道内腐蚀预测进行准确分析,解决传统机器学习在预测管道腐蚀速率时的解释能力不足和泛化能力不足的问题。通过将温度、CO2分压与腐蚀速率之间的物理特性嵌入到神经网络中,使得模型服从给定的机理约束,同时考虑结构损失,缓解了模型过拟合和欠拟合,建立了基于物理信息神经网络(PINN)管道内腐蚀预测模型。结果表明:PINN模型效果优于支持向量机(SVM)、极端梯度提升(XGBoost)、人工神经网络(ANN)等模型,严格遵循着相关变量的单调性关系,确保了预测结果的物理一致性,同时该模型也表现出卓越的泛化能力。

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敏化处理对传统和增材制造316L不锈钢电化学和晶间腐蚀的影响
何武豪, 刘阳, 杨思懿, 张韶栋, 吴伟, 张俊喜
中国腐蚀与防护学报. 2025, 45 (5): 1331-1340.   DOI: 10.11902/1005.4537.2024.387
CSTR: 32134.14.1005.4537.2024.387
摘要   HTML   PDF (17475KB)

通过组织分析、电化学测试和各种表征手段对比研究了传统工艺和选区激光熔化(SLM)316L奥氏体不锈钢的耐点蚀能力和晶间腐蚀敏感性,阐明了敏化处理时间对316L不锈钢电化学行为的影响机制。研究表明,未经过处理时,传统和SLM 316L不锈钢耐点蚀能力相当,晶间腐蚀敏感性均较低。敏化处理导致两种316L不锈钢的点蚀电位有不同程度的降低,且经过长时间敏化后,SLM 316L不锈钢的耐点蚀性能显著低于传统316L不锈钢。同时,经过敏化后,两种316L不锈钢的晶间腐蚀敏感性有所升高,且随着敏化时间的延长,传统316L不锈钢的晶间腐蚀敏感性增长速度更快。微观形貌和成分分析表明,在晶间和晶粒内部都出现了沿着夹杂物/碳化物等优先溶解的特征,显然二者之间的电化学性质差异与两种不锈钢的微观组织结构有直接关联。

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EH36钢中MoSRB附着和腐蚀的影响及机理
郭章伟, 叶婷雨, 郭娜, 刘涛
中国腐蚀与防护学报. 2025, 45 (5): 1341-1350.   DOI: 10.11902/1005.4537.2024.389
CSTR: 32134.14.1005.4537.2024.389
摘要   HTML   PDF (15123KB)

海洋工程材料的成分设计过程往往会忽略微生物的影响,但合金元素的组成可以对微生物附着和腐蚀造成很大地影响。研究表明,EH36船用钢中添加Mo加速了在海洋中常见的厌氧微生物硫酸盐还原菌(SRB)对材料的腐蚀。截面扫描电镜结果显示,相较于不含Mo的钢材,含Mo钢腐蚀产物层厚度由13 μm提高到20 μm;更多的点蚀出现在含钼钢表面,同时含Mo钢腐蚀速率比不含Mo钢提高了约40%。相关转录组分子机制指出,Mo可以增加SRB生物膜中附着和硫酸盐还原过程相关基因的表达。更致密的生物膜和硫化氢产物生成加速了材料腐蚀。因此,在微生物环境下设计材料时,应充分考虑微生物因素。

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CO2 压力对含杂质超临界CO2 输送管线X65钢应力腐蚀开裂敏感性的影响
程璐瑶, 徐彦磊, 李家玮, 孙冲, 林学强, 孙建波
中国腐蚀与防护学报. 2025, 45 (5): 1351-1360.   DOI: 10.11902/1005.4537.2024.335
CSTR: 32134.14.1005.4537.2024.335
摘要   HTML   PDF (14564KB)

通过慢应变速率拉伸实验和四点弯应力腐蚀实验,结合腐蚀产物膜电化学阻抗测试和微观表征,研究了X65管线钢在低含水及含O2、H2S、SO2和NO2杂质的超临界CO2环境中的应力腐蚀行为,探讨了CO2压力变化对X65管线钢应力腐蚀开裂(SCC)敏感性的影响。结果表明:在7.5 MPa至14 MPa CO2压力范围内,X65管线钢在低含水及多种杂质共存的超临界CO2环境中具有很低的SCC敏感性,在测试周期内未发生SCC。但是,X65管线钢因受到均匀腐蚀作用会产生轻微的塑性损失,进而存在一定程度的SCC敏感性。随着CO2压力由7.5 MPa升高至14 MPa,X65管线钢的SCC敏感性呈先降低后升高的变化趋势,这与CO2压力变化引起的X65管线钢腐蚀程度不同密切相关。由于CO2压力变化可以导致X65管线钢表面沉积的液相中腐蚀性物质含量和形成的腐蚀产物膜保护性发生改变,因而在应力和含杂质CO2的耦合作用下X65管线钢的腐蚀速率随CO2压力升高呈先降低后升高的变化规律。

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不同温度下DD10合金钎焊接头热腐蚀行为研究
赵欣宇, 刘恩泽, 张功, 赵媛, 宁礼奎, 信昕, 贾丹, 刘伟华, 谭政
中国腐蚀与防护学报. 2025, 45 (5): 1361-1370.   DOI: 10.11902/1005.4537.2024.400
CSTR: 32134.14.1005.4537.2024.400
摘要   HTML   PDF (27261KB)

采用涂盐法研究DD10合金钎焊接头在850和900 ℃下的抗热腐蚀行为,并探讨其腐蚀机理。结果表明:在850 ℃/200 h腐蚀后,DD10合金和钎焊接头的腐蚀层厚度分别为12和14 μm,二者的抗腐蚀性能相差不大;900 ℃/200 h腐蚀后,合金和钎焊接头的腐蚀层厚度分别为28和44 μm,腐蚀机理发生改变,钎焊接头抗热腐蚀性能劣于基体。850和900 ℃的腐蚀产物均主要由金属氧化物、尖晶石相以及硫化物构成,900 ℃的腐蚀产物出现850 ℃未含有的CrTaO4、(Ni, Co)Co2O4、Ni3S2。在焊接过程中焊缝区域形成的析出相会消耗抗腐蚀元素,增大相界面,降低钎焊接头的抗热腐蚀性能。

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盐碱地环境下铁尾矿基地聚物中钢筋锈蚀行为
刘硕, 吴立朋, 李京伦, 邢金正, 李赛
中国腐蚀与防护学报. 2025, 45 (5): 1371-1380.   DOI: 10.11902/1005.4537.2024.361
CSTR: 32134.14.1005.4537.2024.361
摘要   HTML   PDF (6645KB)

研究了盐碱地环境下不同配合比铁尾矿基地聚物中钢筋的锈蚀行为。通过模拟盐碱地环境对铁尾矿基地聚物-钢筋试块进行电加速锈蚀试验,利用电化学阻抗谱、腐蚀电位和极化曲线3种测试方法,研究不同配合比对试块的电化学参数和钢筋锈蚀速率的影响。结果表明:在电加速锈蚀的整个过程中,试块电阻呈现先上升后下降的趋势,表明SO42-及Cl-在腐蚀前期可以增加试块的密实度;在相同溶液浓度和电加速条件下,合理配合比有利于对钢筋的保护,延缓钢筋的锈蚀进程,陶瓷粉掺量对钢筋锈蚀规律的影响尤为明显。通过试块的阻抗(Rc)值、腐蚀电流密度(Icorr)值和腐蚀电位的变化规律表明陶瓷粉掺量较低、水玻璃模数较高、碱掺量较低、水胶比适中的配合比试块对钢筋的保护效果更好。

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B10合金碱性刻蚀制备超双疏表面及其性能研究
徐亚程, 贾学远, 魏希望, 高荣杰
中国腐蚀与防护学报. 2025, 45 (5): 1381-1389.   DOI: 10.11902/1005.4537.2024.353
CSTR: 32134.14.1005.4537.2024.353
摘要   HTML   PDF (11904KB)

通过(NH4)2S2O8和NaOH混合溶液刻蚀、160 ℃氧化和氟硅烷修饰,在B10合金基体上制备出超双疏表面,水和乙二醇的接触角分别达到158.1°和151.2°,滚动角分别接近0°和5°。采用多种方式对试样表面微观形貌和化学成分进行表征。电化学测试表明,以饱和甘汞电极作为参比电极时,和基体相比超双疏试样腐蚀电位正移至-0.204 V,腐蚀电流密度由1.192 × 10-5 A·cm-2下降至1.649 × 10-6 A·cm-2,缓蚀效率达到94.3%,耐蚀性能明显提升。自清洁性能和耐摩擦性能测试结果表明,超双疏试样具有优异的自清洁和良好的耐摩擦性能。

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高温高CO2 压力下低合金钢P110SS在氯盐和甲酸盐溶液中腐蚀行为对比研究
罗铸, 刘佳乐, 魏安超, 黄洪林, 李鑫, 于延钊, 张梦飞
中国腐蚀与防护学报. 2025, 45 (5): 1390-1398.   DOI: 10.11902/1005.4537.2024.391
CSTR: 32134.14.1005.4537.2024.391
摘要   HTML   PDF (22573KB)

研究了高温高CO2压力下低合金钢P110SS分别在NaCl溶液和HCOOK溶液中的腐蚀行为,采用扫描电镜(SEM)、激光扫描共聚焦(CLSM)、X射线衍射仪(XRD)和透射电镜(TEM)等手段分析腐蚀产物的微观形貌、类型和生长形态等。结果表明:当处于相同CO2压力的HCOOK溶液中时,150 ℃时P110SS钢的腐蚀速率是NaCl溶液中的10.6倍,180 ℃时为3.3倍。两种环境下的腐蚀产物存在明显差异。NaCl溶液中形成的FeCO3为菱形块状,无明确的生长优势方向,在基体表面致密堆积,保护性较好。HCOOK溶液中的FeCO3则呈“花簇”状,“花枝”由三片“羽片”沿“羽轴”向外生长,均匀分布,优势生长面为(018)、(116)和(0012),由于结构松散,保护性差,腐蚀速率较高。

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脉冲电流沉积制备混凝土用Ag/AgCl氯离子监测电极
冯兴国, 周祺艳, 何奥成, 肖唐, 屈展庆, 卢向雨
中国腐蚀与防护学报. 2025, 45 (5): 1399-1407.   DOI: 10.11902/1005.4537.2024.365
CSTR: 32134.14.1005.4537.2024.365
摘要   HTML   PDF (18923KB)

Ag/AgCl电极是监测混凝土中Cl-浓度的重要元件。为提高Ag/AgCl电极在混凝土环境中寿命,本文采用脉冲电流沉积制备Ag/AgCl电极,分析了电流密度、电沉积时间对混凝土环境中Ag/AgCl电极能斯特响应、抗极化性能、寿命等的影响,并将其与恒电流沉积制备的Ag/AgCl电极进行对照。研究表明相同电流密度和电量条件下,与恒电流沉积Ag/AgCl电极相比,脉冲电流沉积制备的Ag/AgCl电极在相同Cl-浓度变化时具有更宽的电位响应,更好的抗极化性能和更长寿命。脉冲电流沉积时,随着电流密度增加,制备的Ag/AgCl电极性能有所降低;小电流密度条件下延长沉积时间可提高Ag/AgCl电极性能;综合而言,在0.1 mA/cm2脉冲电流下沉积15 h制备的Ag/AgCl电极性能最佳。此外,观察了电极表面AgCl膜层微观形貌和物相组成,分析了脉冲电流改善Ag/AgCl电极性能的微观机制。

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Cu-15Ni-8Sn合金在含S2-3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为
范世林, 杜娟, 杨少丹, 周延军, 宋克兴, 张国赏, 岳鹏飞, 杨冉, 王晓军
中国腐蚀与防护学报. 2025, 45 (5): 1408-1416.   DOI: 10.11902/1005.4537.2024.355
CSTR: 32134.14.1005.4537.2024.355
摘要   HTML   PDF (12782KB)

通过静态浸泡腐蚀实验,研究了Cu-15Ni-8Sn合金在含有10 mg/L S2-条件下腐蚀时间对合金静态腐蚀行为的影响规律,并与不含S2-的腐蚀行为进行对比。采用电化学阻抗谱(EIS)测试方法,结合扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)和X射线光电子能谱(XPS)等表征手段,探讨静态浸泡时间对合金电化学行为、腐蚀形貌的影响规律,揭示含/不含S2-条件下合金腐蚀机理。结果表明,在不含S2-的溶液中浸泡30 d后,Cu-15Ni-8Sn合金表面形成稳定的钝化膜,主要由碱式氯化铜Cu2(OH)3Cl组成,钝化膜能够有效阻止Cl⁻的进一步侵蚀,腐蚀速率为0.02235 g·m-2·h-1。而在含S2-的溶液中,初期生成的硫化物(Cu2S和CuS)提供一定的保护作用,浸泡1 d后的腐蚀速率仅为0.00962 g·m-2·h-1,远低于未添加S²⁻的溶液(0.05674 g·m-2·h-1)中。但随着时间的延长,合金浸泡腐蚀30 d后,在含有S2-的溶液中的腐蚀失重率为0.03418 g·m-2·h-1,高于不含S2-的溶液中的腐蚀失重率,腐蚀产物变为Cu2(OH)3Cl、CuSO4、CuS、Ni(OH)2和SnS2的混合物。这些腐蚀产物的多孔和非保护性特性增加了腐蚀点,硫化物膜的劣化和破裂进一步加剧了腐蚀过程,使得合金在含S2-溶液中的平均腐蚀速率高于不含S2-溶液中的。

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纳秒激光辐照对17-4PH不锈钢电化学腐蚀行为的影响
李萍, 时慧杰, 裴继斌, 王子健, 曹铁山, 程从前, 赵杰
中国腐蚀与防护学报. 2025, 45 (5): 1417-1424.   DOI: 10.11902/1005.4537.2024.398
CSTR: 32134.14.1005.4537.2024.398
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为发展可替代化学钝化的17-4PH不锈钢激光钝化技术,以点蚀电位为指标开展了激光工艺参数的正交试验;结合电化学阻抗分析、表面腐蚀形貌观察和钝化膜价态测试,探讨纳秒激光辐照对17-4PH不锈钢电化学腐蚀行为的影响。结果表明:最佳激光辐照条件下,样品的点蚀电位和阻抗均高于常规钝化,钝化膜中点缺陷浓度最低,表面氧化膜的铬铁比最高。分析认为,上述现象的形成归因于激光辐照而致的热效应氧化,即在高温短时激光辐照作用下,Cr的热力学氧化优势更加明显,优先形成氧化层以保护基体。

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非圆弯头冲蚀磨损数值模拟
闫冲冲, 谢光明, 华剑, 曾云, 周思柱, 余泽坤
中国腐蚀与防护学报. 2025, 45 (5): 1425-1432.   DOI: 10.11902/1005.4537.2024.332
CSTR: 32134.14.1005.4537.2024.332
摘要   HTML   PDF (9375KB)

为减小普通弯头的冲蚀,提出一种非圆弯头。基于气固两相流理论,利用Fluent软件对非圆弯头流场进行分析,优化出抗冲蚀性较好的非圆弯头,并研究流速、质量浓度、颗粒直径3种因素对弯头冲蚀的影响。结果表明:长半轴(b)位于5.0~10.0、20.0~37.5时的非圆弯头具有抗冲蚀性,其中b = 30.0时抗冲蚀性最好,较普通弯头提高17.71%。非圆弯头和普通弯头的最大冲蚀速率随3种因素的增大递增,其中流速的影响最大。不论3种因素为何值,b等于30.0、22.5、35.0、32.5、27.5时的非圆弯头最大冲蚀速率始终小于普通弯头。普通弯头与b = 30.0时的非圆弯头的最大冲蚀速率差值随3种因素的增大递增。研究结果可为弯头的结构设计与改进提供新的思路。

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用于腐蚀监测的电化学噪声信号识别方法
申志远, 单广斌, 陈闽东, 刘媛双
中国腐蚀与防护学报. 2025, 45 (5): 1433-1440.   DOI: 10.11902/1005.4537.2024.336
CSTR: 32134.14.1005.4537.2024.336
摘要   HTML   PDF (4657KB)

为实现对实时采集的电化学噪声信号进行自动且准确的分析,本文提出一种用于腐蚀监测的电化学噪声信号识别网络。使用最大池化运算进行信号平滑,同时保留信号的细节特征和趋势特征,并以网络模块设计的方式实现端到端训练;在残差结构和空间金字塔池化结构的基础上设计了特征提取模块,以强化网络对关键特征的表征能力;在实验获得的电化学噪声信号上采用5折交叉验证的方式对模型训练与测试。实验结果表明,所提出的模型总体准确率和F1分数分别达到0.9463和0.9282;利用神经网络直接建模可以实现对电化学噪声信号的准确识别。

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CO2-CO气氛下3.5%硅钢固态脱碳氧化层演变规律
孙伶艳, 洪陆阔, 孙彩娇, 艾立群, 周美洁, 闻莉
中国腐蚀与防护学报. 2025, 45 (5): 1441-1449.   DOI: 10.11902/1005.4537.2024.345
CSTR: 32134.14.1005.4537.2024.345
摘要   HTML   PDF (15281KB)

以3.5% (质量分数)硅钢为研究对象,CO2-CO为主要脱碳气氛,探讨温度及PCO2/PCO (分压比)对3.5%硅钢固态脱碳氧化层演变的影响。实验气氛中的O与硅钢中固相C发生反应,通过固态脱碳法将硅钢中的C脱除,与Si结合形成SiO2氧化层。结果表明,在相同时间内,升高温度会加速氧化层生长;相同温度下,延长脱碳时间会导致氧化层逐步增厚。升高PCO2/PCO会加速表面氧化层的形成,在脱碳早期阶段即阻碍脱碳反应。本研究为优化脱碳工艺、控制氧化层厚度提供了重要理论依据。

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加氢型酸性水汽提装置塔顶空冷腐蚀泄漏分析研究
孟庆元, 代鹏宇, 张瑜, 杨彦哲, 李沈典, 刘福贵
中国腐蚀与防护学报. 2025, 45 (5): 1450-1458.   DOI: 10.11902/1005.4537.2025.048
CSTR: 32134.14.1005.4537.2025.048
摘要   HTML   PDF (12762KB)

对某加氢型酸性水汽提装置塔顶空冷泄漏的产生原因进行了研究。酸性水汽提装置塔顶空冷介质为H2O、NH3、H2S、NH4HS等,取失效的管束采用宏观观察、金相、SEM等检验手段并结合腐蚀产物的XRD谱进行分析,结果表明,其中加氢型酸性水汽提装置NH3和H2S含量更高,产生了冲刷腐蚀,造成管壁内侧的减薄,腐蚀泄漏问题更为突出。确定了空冷泄漏的主要腐蚀原因为管束内壁凝结形成了固态NH4HS,造成管束介质流速不均匀而产生局部的冲刷腐蚀。针对现场具体情况,提出了管束材质升级、增加管束坡度、提高底部管束温度、改进工艺操作等措施以有效缓解该处腐蚀。

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