我国大气腐蚀研究进展

总结了近几年来我国在大气腐蚀方面的研究现状和进展,尤其是国产、常用、量大、面广的4大类材料在我国9类主要典型大气环境下的腐蚀数据;各类典型材料在典型环境下的大气腐蚀行为规律;大气环境因素对材料大气腐蚀的影响;碳钢、低合金铜大气腐蚀行为预测.特别是在根据8年试验结果所总结出的大气腐蚀速度与试验时间之间具有幂函数关系的基础上,又进一步建立了腐蚀速度与合金元素之间的数学模型关系;探讨了采用ACM技术评估大气腐蚀严酷性;初步建立了大气腐蚀数据库,并进一步采用计算机发展网络查询服务系统,实现科学数据共享;经过20余年的研究,撰写并出版了中国材料自然环境腐蚀专著中的大气腐蚀篇,研制和生产了经济耐候钢.     

我国大气腐蚀研究进展(续一)

总结了近几年来我国在大气腐蚀方面的研究现状和进展,尤其是国产、常用、量大、面广的4大类材料在我国9类主要典型大气环境下的腐蚀数据积累：各类典型材料在典型环境下的大气腐蚀行为规律;大气环境因素对材料大气腐蚀的影响;碳钢、低合金钢大气腐蚀行为预测。特别是根据8年试验结果所总结出的大气腐蚀速度与试验时间之间具有幂函数关系的基础上．又进一步建立了腐蚀速度与合金元素之间的数学模型关系;探讨了采用ACM技术评估大气腐蚀严酷性;初步建立了大气腐蚀数据库．并正进一步采用计算机发展网络查询服务系统,实现科学数据共享;经20余年之研究．撰写了并出版中国材料自然环境腐蚀专著中大气腐蚀篇,还研制和生产了经济耐候钢。     

我国大气腐蚀研究进展(续完)

总结了近几年来我国在大气腐蚀方面的研究现状和进展，包括国产、常用、量大、面广的4大类材料在我国9类主要典型大气环境下的腐蚀数据积累：各类典型材料在典型环境下的大气腐蚀行为规律：大气环境因素对材料大气腐蚀的影响；碳钢、低合金钢大气腐蚀行为预测，特别是根据8年试验结果所总结出的大气腐蚀速度与试验时间之间具有幂函数关系的基础上．又进一步建立了腐蚀速度与合金元素之间的数学模型关系；探讨了采用ACM技术评估大气腐蚀严酷性；初步建立了大气腐蚀数据库，并正进一步采用计算机发展网络查询服务系统，实现科学数据共享。经20余年之研究，撰写了并出版中国材料自然环境腐蚀专著中大气腐蚀篇．还研制和生产了经济耐候钢。     

用ACM技术评估低合金钢大气腐蚀及环境腐蚀严酷性

将低合金钢与铜偶合．制成Cu／Fe电偶腐蚀电池(ACM),通过薄液膜下的ACM技术．研究了4种低合金钢的大气腐蚀行为差异,研究结果与其在典型大气环境下的曝露腐蚀结果一致。通过在江津、宜昌(三峡坝区)、武汉三地的ACM长期监测和环境因素监测获得了3个典型环境下ACM腐蚀电量与环境因素之间的多元线性回归分析方程．并与Q235钢在上述3个地区的大气曝露腐蚀试验所获得的结果进行了比较．探讨了采用ACM技术评估大气腐蚀严酷性的可能性。     

两种典型大气环境下7A85铝合金的腐蚀行为研究

目的研究湿热海洋、干热沙漠两种典型大气环境对7A85铝合金腐蚀行为的影响。方法在万宁、敦煌两种典型环境中开展7A85铝合金大气暴露试验,利用金相显微镜分析7A85铝合金在我国两种典型大气环境中的腐蚀特征,定期测试该材料的拉伸强度和腐蚀深度。结果暴露3 a,7A85铝合金湿热海洋、干热沙漠两种典型大气环境中的最大腐蚀深度分别为254、90μm,抗拉强度分别下降了18%和5%,断后伸长率分别下降了72%和22%。结论 7A85铝合金暴露于相对湿度较低的干热沙漠环境,表面形成的腐蚀产物膜会阻止腐蚀的进一步发生;暴露于湿热海洋大气环境,随暴露时间的延长,7A85铝合金腐蚀逐渐加深。     

7050高强铝合金在我国四种典型大气环境下腐蚀行为研究

目的研究海洋大气、干热沙漠、寒冷低温和高原低气压四种典型大气环境对7050高强铝合金腐蚀行为的影响。方法通过在万宁、敦煌、漠河、拉萨四种典型环境中开展7050高强铝合金大气暴露试验,利用腐蚀质量损失、力学性能、腐蚀形貌、金相显微分析7050高强铝合金在我国四种典型大气环境中的腐蚀规律和行为。结果暴露1年,海洋大气环境对7050高强铝合金的腐蚀质量损失、力学性能、腐蚀形貌和金相显微组织有明显影响,干热沙漠环境对铝合金的腐蚀形貌和金相显微组织有一定影响,铝合金对寒冷低温和高原低气压大气环境腐蚀不敏感。结论四种典型大气环境对7050高强铝合金腐蚀影响大小的顺序为万宁>敦煌>漠河和拉萨。     

海南湿热海洋大气环境Q235钢腐蚀行为研究及严酷度评估

目的 探究我国典型湿热海洋大气环境特征，以Q235钢为标杆材料，评估并可视化展示海南湿热海洋大气环境严酷度。方法 以海南岛为典型湿热海洋地区，基于分布全岛全域的13个站点开展自然大气环境试验，采集各站点大气环境数据与Q235钢材料性能数据。通过分析表观形貌、腐蚀质量损失等性能，探究Q235钢在海南大气环境的腐蚀行为规律及其在全岛不同区域的腐蚀程度差异。基于大气环境因素与Q235钢腐蚀行为间相关性研究，筛选腐蚀敏感环境因素，构建“腐蚀质量损失-敏感环境因素”映射模型。基于Q235钢海南各地区腐蚀质量损失数据，通过Griddata插值，计算绘制腐蚀质量损失分布地图。结果 掌握了Q235钢在海南各地区腐蚀行为差异，可视化展示了海南大气腐蚀严酷度。结论 影响Q235钢海南地区腐蚀的敏感环境因素为离海距离及湿度大于80%的时间。海南地区沿海岸及东部地区大气环境腐蚀严酷度高，中部及西部地区严酷度低。     

45~#钢在西双版纳大气环境下的腐蚀研究

目的研究西双版纳热带雨林地区大气环境下材料的初期腐蚀行为。方法使用45#碳钢在西双版纳大气环境下进行1年的大气暴露腐蚀试验,并利用质量损失分析、SEM、XRD和FTIR等技术,分析45#碳钢在西双版纳大气环境下暴露1年的腐蚀行为。结果 45#碳钢的腐蚀产物以γ-FeOOH,Fe(OH)3和Fe3O4为主,并有少量的α-FeOOH。结论西双版纳大气环境腐蚀性为C2级。在暴露1年的时间内,锈层化学稳定性随试验时间的延长逐渐增强,对基体的保护性逐渐加大。     

基于DFR的2024-T3铝合金当量加速关系试验研究

目的 提出以反映结构材料疲劳性能的DFR为表征参量,研究建立2024-T3铝合金结构在大气自然环境预腐蚀与实验室加速试验预腐蚀后的DFR关系,为腐蚀环境下飞机铝合金结构的疲劳寿命设计提供方法。方法 以2024-T3铝合金试验件为研究对象,分别开展典型海洋大气环境自然暴露腐蚀后的DFR试验以及实验室加速腐蚀试验后的DFR试验,以DFR相等为条件,建立上述2种不同预腐蚀条件之间的DFR当量加速关系。结果 2024-T3铝合金在自然暴露预腐蚀环境与实验室加速预腐蚀后的DFR值随腐蚀时间的增加均有不同程度的下降,万宁和青岛的DFR当量加速值分别为0.642 1、0.701 2 a/d。结论 基于DFR的当量加速关系综合反映了预腐蚀对结构材料疲劳性能退化的影响,而DFR是飞机结构疲劳设计的基本参量,文中建立的当量加速关系可用于指导腐蚀环境下铝合金的疲劳寿命设计分析。     

四种典型大气环境下7B50铝合金的腐蚀行为研究

目的 研究湿热海洋、干热沙漠、寒冷乡村、暖温高原四种典型大气环境对7B50铝合金腐蚀行为的影响.方法 采用户外大气自然环境暴露试验,通过宏观腐蚀形貌分析、金相显微形貌分析、腐蚀深度分析和拉伸性能分析,对比研究7B50-T7751和7B50-T77511两种铝合金在不同大气环境中的腐蚀行为和规律.结果 暴露试验周期为3 a时,7B50-T7751铝合金在湿热海洋大气环境中腐蚀严重,局部最大腐蚀深度为166μm,抗拉强度和断后伸长率分别下降了5％和25％;在干热沙漠大气环境下腐蚀较重,局部最大腐蚀深度为44μm;在寒冷乡村、暖温高原大气环境下未见明显腐蚀.7B50-T77511铝合金在四种典型大气环境下均表现出明显腐蚀,局部最大腐蚀深度分别为141、80、42、29μm.结论 两种7B50铝合金在典型大气环境中表现出不同的耐蚀性,在微观上均表现为点蚀和晶间腐蚀的混合腐蚀,具有明显的晶间腐蚀和剥蚀倾向.两种铝合金暴露在相同大气环境中时,7B50-T7751板材耐蚀性较7B50-T77511型材略好.     

海洋大气环境下装备材料的腐蚀与防护研究进展

叙述了海洋大气环境下装备典型金属材料的腐蚀与防护研究进展。介绍了高强钢、不锈钢和铝合金等装备材料在高温、高湿、高盐雾和强辐射等海洋大气环境下的腐蚀特征和主要腐蚀形式,总结了海洋大气腐蚀防护技术的研究进展。最后,提出了海洋大气环境下装备防护需从装备选材与结构环境适应性设计、有效表面防护、环境控制、加强维护保养等方面着手,在充分利用现有防腐技术的基础上,加强金属涂/镀层与有机涂层的技术组合;大力开发研制海洋环境下长期有效、绿色环保的表面处理技术和涂层技术;针对铝合金等易腐蚀材料,开展腐蚀结构修复技术研究。采用系统工程方法来解决海洋大气环境中装备的腐蚀问题,进而提高舰载武器、船舶、海岸工程、近海工程等服役装备的安全性、寿命和可靠性。     

典型工业沿海区域的大气环境腐蚀性评价

目的 利用现役金属材料对工业沿海区域所处不同大气环境进行环境腐蚀性评价,并研究不同金属材料的腐蚀行为差异性,探讨工业沿海大气环境下金属材料的耐蚀性选择。方法 在不同大气环境下,选择现役金属材料Q235、16MnNi和L415开展1 a的户外曝晒试验,并利用质量损失分析、扫描电镜等手段,通过对金属基材进行腐蚀机理研究,评价大气环境的腐蚀性。结果 Q235、16MnNi和L415等3种钢在不同区域沿海工业大气环境下的腐蚀行为受大气腐蚀环境的影响较大,腐蚀产物中含有一定量的Cl和S。同种金属材料表面锈层的特殊结构,使得其基体与大气环境中的腐蚀因子相接触,引发了金属材料在不同大气腐蚀环境中不同腐蚀行为的差异性。结论 工业沿海区域的大气环境中,大气腐蚀性差异由酸循环腐蚀机制形成。3种钢材在腐蚀初期,由于锈层多孔隙结构和可溶性腐蚀产物形成,加重了腐蚀程度。黄岛区域、曹妃甸区域、岚山区域和湛江区域的大气腐蚀等级分别为C2、C3、C2、C3级。     

7A52铝合金海洋大气环境试验与室内加速试验的相关性研究

通过海南万宁试验站7年环境试验,积累了7A52铝合金环境1—7年海洋大气暴露试验数据,总结了7A52铝合金海洋大气环境试验腐蚀规律,拟合了7A52铝合金的海洋大气腐蚀失重曲线,开展了室内加速试验研究和相关性分析工作。研究发现用y=A2+(A1-A2)/(1+exp((x-x0)/dx))对7A52铝合金的海洋大气环境腐蚀失重曲线进行拟合可以表现出万宁海洋大气标准场的失重速率的变化趋势;7A52铝合金室内加速方法与7A52铝合金在万宁标准场海洋大气环境试验具有较好相关关系;7A52铝合金万宁标准场环境试验和室内加速试验腐蚀失重可建立相关关系式,模型误差小于12%。     

典型岛礁大气环境室内加速腐蚀试验谱研究

目的研究装备典型岛礁大气环境的室内加速腐蚀试验方法。方法采用灰色关联分析法得到引起武器装备腐蚀损伤的主要环境因素,通过分析装备服役面临的岛礁腐蚀环境数据,编制出岛礁大气环境谱。依据当量腐蚀加速原理及测定的腐蚀当量折算系数,建立加速腐蚀试验条件与岛礁大气环境谱之间的等效转换关系。结果归纳出室内加速腐蚀试验谱的编制方法,得到面向装备服役岛礁大气环境的室内加速腐蚀试验谱。结论确定的室内加速腐蚀试验谱及加速关系,为地(舰)面武器装备选材及结构腐蚀寿命评定提供了重要依据。     

GH901高温合金在典型海洋大气环境中的腐蚀行为

目的 研究南沙岛礁典型海洋大气环境对GH901高温合金腐蚀行为的影响。方法 在南沙美济礁典型环境中开展GH901高温合金大气暴露试验,利用金相显微镜分析GH901高温合金在我国南沙美济礁典型环境中的腐蚀特征,定期测试该材料的拉伸强度,分析样品的外观和微观形貌。结果 自然暴露1a,GH901高温合金拉伸试样基体表面尚未发生明显的腐蚀现象,在575℃高温力学测试条件下的抗拉强度、断后伸长略有波动,其高温力学性能并未在短期自然暴露中随试验时间的延长而明显变化。结论 GH901高温合金拉伸试样在岛礁大气环境短期暴露下具有良好的耐蚀性,在575℃温度条件下具有良好的力学性能稳定性。     

模拟南海大气环境下耐候钢腐蚀性能研究

目的通过室内模拟南海大气环境加速腐蚀试验,对比分析几种钢腐蚀性能优劣,为开发耐南海大气腐蚀用钢提供数据支撑和理论依据。方法分别选用Q235B,Q355和Q500q E三种材料作为研究对象,采用中性盐雾试验方法模拟南海苛刻大气环境对试样进行耐蚀性测试,通过试样表面形貌观察、腐蚀质量损失计算和电化学分析等手段研究其腐蚀行为机制。结果 Q235B表面最先被腐蚀产物完全覆盖,腐蚀速率始终大于另外两种材料。Q355和Q500q E表面膜初期起到延缓腐蚀作用,其中以Q500q E极化阻抗最大,腐蚀表面最为平整。结论模拟南海大气环境下三种试验钢耐蚀性能排序为Q500q EQ355Q235B。     

沈阳地区大气腐蚀调查研究

在沈阳市市区及郊区、新民及辽中两县乡村大气中，进行A3钢及锌历时两年的大气暴露试验，绘制了两种材料在沈阳地区的大气腐蚀图，讨论了大气环境因素对材料大气腐蚀的影响规律，并与同期西南酸雨地区的暴露试验结果进行了对比研究。     

西沙海洋大气环境中典型材料腐蚀形貌识别

目的获得西沙海洋大气环境中典型材料的表面腐蚀形貌参数,分析其腐蚀规律。方法采用室外大气暴露试验,研究5052铝合金、304不锈钢和EH36低合金钢在西沙海洋大气环境中的腐蚀形貌及腐蚀规律,并采用图像数字处理方法识别试样表面腐蚀特征。结果 EH36钢的大气腐蚀形貌以均匀腐蚀和腐蚀坑为主,而5052铝合金以及304不锈钢以点蚀为主,EH36低合金钢的腐蚀速率明显高于5052铝合金和304不锈钢。三种典型材料腐蚀面积百分比与腐蚀坑面积百分比的变化趋势相同,5052铝合金和EH36低合金钢的腐蚀面积百分比和腐蚀坑面积百分比与二者腐蚀速率变化规律一致,而304不锈钢的腐蚀面积百分比和腐蚀坑面积百分比与其腐蚀速率变化规律相反。5052铝合金和EH36低合金钢1年周期试样的腐蚀坑数目均大于2年周期试样,而对于304不锈钢,1年周期试样的腐蚀坑数目与2年周期试样差别不大。结论西沙大气环境中,三种典型材料的腐蚀速率、腐蚀面积百分比、腐蚀坑面积百分比均有明显不同,对同一种材料,其正面的腐蚀面积百分比、腐蚀坑面积百分比、腐蚀坑数与背面也有较大差别。     

我国沿海地区大气环境特征及典型沿海地区大气腐蚀性研究

目的分析我国沿海地区大气环境特征,研究典型沿海地区大气腐蚀性。方法根据近50年历史气象数据以及实测介质数据,分析我国沿海地区的气温、湿度、太阳辐射、盐雾等主要环境因素的分布规律,并结合主要环境因素与腐蚀数据对典型沿海地区大气腐蚀性进行比较。结果给出了我国沿海地区主要大气环境因素的量值范围,以及典型沿海地区大气腐蚀严酷度等级。结论我国沿海地区大气环境特征南北差异较大。大部分地区的大气腐蚀性等级为C3级或C4级,极个别海岸地区及海洋平台可达到C5级。     

某型复合材料加速腐蚀与大气腐蚀当量关系分析

目的为开展某型飞机复合材料预腐蚀后疲劳寿命研究,获取其于加速腐蚀试验环境谱腐蚀和大气环境腐蚀的当量关系。方法编制模拟机场环境的加速腐蚀环境谱,据此分别开展材料试件加速腐蚀试验和大气腐蚀试验,试验过程中观测试件腐蚀形貌,开展两种环境预腐蚀后试件的层间剪切强度性能测试,依据等腐蚀损伤等层间剪切强度性能原则,计算该型复合材料实验室加速腐蚀与大气环境腐蚀的当量关系。结果加速腐蚀试验环境与大气环境对该型复合材料腐蚀存在当量关系,当量折算系数为2.22。结论飞机复合材料于不同环境中的腐蚀当量关系研究应结合研究问题需要,根据不同环境和不同力学性能指标开展研究,不同环境、不同力学性能指标会有不同的当量关系。