直升机结构钢涂层体系防护性能在模拟海洋大气环境中的变化

目的对比、评价服役于海洋大气环境中直升机结构钢防护体系的防护性能。方法通过模拟海洋大气环境加速试验方法,研究直升机结构钢防护体系在实际服役过程中出现的损伤。结果涂层A微观结构较为疏松,加速试验中涂层基体产生鼓泡,并发生腐蚀。电化学阻抗谱(EIS)方法测得低频区的阻抗模值相对较低,说明涂层防护性能较差,与宏观试验结果一致。结论在模拟海洋大气环境的加速试验中,涂层表面的微小缺陷(如疏松结构中的微小孔洞)会成为腐蚀溶液进入的快速通道,进而降低涂层的防护性能。利用电化学阻抗谱(EIS)方法可有效表征有机涂层涂覆下的金属腐蚀行为,并评估涂层的防护性能。     

冷喷涂镍涂层在不锈钢焊点腐蚀防护上的应用研究

目的 研究冷喷涂镍涂层对不锈钢焊点腐蚀行为的影响,为提高不锈钢焊接结构件的耐腐蚀性能提供依据。方法 采用冷喷涂技术在316L不锈钢电阻点焊结构件表面制备纯镍涂层,在金相组织、酸性盐雾腐蚀性能等检测分析基础上,研究不锈钢焊点在有涂层和无涂层条件下的腐蚀行为。结果 采用冷喷涂技术在不锈钢焊点表面制备出了孔隙率不大于0.5%的高致密纯镍涂层,带有涂层的不锈钢点焊结构件经过96 h酸性盐雾试验后,未发生腐蚀。结论 不锈钢表面钝化膜在点焊过程中发生破坏,基体裸露在腐蚀介质中,导致焊点区域发生腐蚀。在表面制备高致密镍涂层后,通过高耐蚀涂层对焊点进行屏蔽防护,有效提高其耐腐蚀性能,满足了某装备不锈钢结构件在酸性盐雾条件下的使用要求。     

钛合金表面微弧氧化涂层在模拟海洋环境下摩擦腐蚀规律研究

目的 研究TC17钛合金及其表面微弧氧化(Microarc Oxidation,MAO)涂层在模拟海洋大气环境下发生摩擦腐蚀行为的规律及特征.方法 利用微弧氧化技术,在TC17钛合金表面原位生长MAO涂层,通过SEM、EDS以及XRD对MAO涂层微观结构、元素分布以及相组成进行检测分析.采用电化学工作站和摩擦腐蚀设备研究试样在模拟海洋环境条件下的耐腐蚀及摩擦腐蚀的性能.结果 在硅酸盐中制备的MAO涂层,表面微孔尺寸较小,且分布均匀,MAO涂层与基体结合良好,无明显微裂纹等缺陷的存在,其平均厚度约为15.8μm.MAO涂层主要有金红石相、锐钛矿相和SiO2相组成.MAO涂层的自腐蚀电位较基体有所提高,而其钝化电流密度则显著降低.MAO涂层在腐蚀液中表现出较低的摩擦系数,开路电位缓慢降低.结论 TC17基体表面氧化膜在摩擦开始瞬间发生破裂,难以起到有效的防护作用,而MAO涂层由硬度较高的金红石相和SiO2相组成,在摩擦腐蚀过程中,能够起到优异的耐磨损腐蚀的作用.     

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。     

不同离子注入工艺对45CrMoVE结构钢性能影响研究

目的 通过分析不同元素离子注入对结构钢耐腐蚀能力及力学性能的影响,筛选出最佳注入元素,以改善45CrMoVE结构钢的表面组成,提高其耐腐蚀性能。方法 基于前期研究工艺,开展Mo、Co、Ta、Ti等离子注入技术研究。将注入离子后的结构钢试样放入NaCl溶液中,分析不同元素离子注入对结构钢腐蚀电位的影响,结合盐雾腐蚀试验,研究不同离子注入对结构钢耐腐蚀性能的影响,同时结合X射线衍射技术和力学性能测试,对结构钢试样表面层的物相进行分析,研究离子注入对结构钢力学性能的影响。结果 氯化钠溶液在注入Mo离子后的自然腐蚀电位最高、最正,当基体材料中注入的Mo剂量为3×10¹⁷atoms/cm²时,腐蚀电位接近0.5 V,腐蚀电流最小。注入Mo离子后,试片的耐盐雾腐蚀性能最好。Mo离子与结构钢中的C原子相结合,在结构钢表面层形成较多的MoC和Mo2C等碳化物,提高了结构钢的耐腐蚀性能。离子注入层厚度尺寸小,注入离子后基本不改变基体材料的表面形貌和宏观力学性能。结论 离子注入能够有效改善结构钢的耐腐蚀性能,对于45CrMoVE结构钢试样,当注入3×10¹⁷atoms/cm²剂量的Mo离子、注入能量为130 keV时,离子注入对45CrMoVE结构钢耐腐蚀能力的改善效果最佳。     

底盘发动机排烟管高温涂料耐腐蚀性能对比分析与应用

目的 针对底盘发动机排烟管在某海洋大气环境中腐蚀防护难度大的问题,对4种高温涂料进行耐腐蚀性能对比分析与应用。方法 分别采用试片高温试验、户外暴露试验和排烟管实装实地验证等方法对3种改性有机硅、1种无机硅酸盐共4种高温涂层的耐高温、耐腐蚀性能及应用效果进行测试与分析。结果 高温涂层试片的高温试验、户外暴露试验结果表明,3种改性有机硅涂层600 ℃的耐高温性能、耐腐蚀性能优于无机硅酸盐涂层,但试片经600 ℃高温烧蚀后进行户外暴露试验的结果表明,石墨掺杂有机硅涂层耐蚀性优于其余3种涂层,无机硅酸盐涂层优于氟树脂改性有机硅、环氧改性有机硅涂层。排烟管实装实地验证试验则表明,石墨掺杂有机硅涂料受到高温氧化、降水冷却、常温腐蚀等频繁交替作用下,腐蚀较快,氟树脂改性有机硅涂层的防护性较好,环氧改性有机硅涂层在高温区域腐蚀明显,无机硅酸盐涂层中锌粉和铸铁基体存在明显腐蚀。结论 相对于传统的银粉漆,4种高温涂层显著改善了排烟管的腐蚀防护性能。在上述4种试验条件下,4种高温涂层的耐高温、耐腐蚀等性能各有优劣,需要根据4种涂层各自的性能不足进行改进。在实际工况条件下,氟树脂改性有机硅耐涂层满足发动机排烟管在某海洋大气环境中不低于1 a免维护的使用要求,其他2种有机硅涂层、1种无机硅酸盐涂层则需要一定程度维护。     

电镀Cd层在海洋大气环境中的腐蚀行为研究

通过自然暴露试验,研究了航空钢结构常用的电镀Cd层在我国南部热带海洋大气环境中的腐蚀行为。采用扫描电子显微镜(SEM)观察了电镀Cd层的表面微观结构和腐蚀形貌;采用电化学交流阻抗谱(EIS)表征了电镀Cd层在腐蚀介质中的表面细微结构及其在自然暴露过程中的变化规律,分析了镀Cd层在海洋大气环境中的腐蚀过程和腐蚀机理。研究发现,电镀Cd层在海洋大气环境中的腐蚀主要包括含Cr钝化膜的局部破损和镀层本身的腐蚀两个方面,电镀Cd层的腐蚀产物膜能够有效抑制腐蚀扩展。相对于近海户外大气环境,海洋平台户外的高湿度和高盐分大气环境对含Cr钝化膜的穿透性更强,对镀Cd层的腐蚀更加严重。     

典型螺栓/螺母装配件湿热海洋大气环境适应性研究

目的 研究典型螺栓/螺母装配件在湿热海洋大气环境下的适应性.方法 在万宁大气环境试验站开展螺栓/螺母装配件为期24个月的户外暴露试验,通过环境扫描电镜(SEM)、电化学试验、力矩测试,研究螺栓/螺母装配件在我国湿热海洋大气环境中的腐蚀行为和力矩变化规律.结果 装配件组合30CrMnSiA镀镉钝化螺栓与30CrMnSiA镀镉钝化螺母(组合A)、30CrMnSiA镀镉钝化螺栓与30CrMnSiA镀锌钝化螺母(组合B)、30CrMnSiA镀镉钝化螺栓与0Cr16Ni6钝化螺母(组合C)对应的电偶腐蚀电流分别约为0.6、37、100μA,装配状态下组合C户外暴露24个月后最大拧出力矩增加53％.结论 装配导致的电偶腐蚀效应对螺栓/螺母紧固件的性能变化具有明显影响,非装配状态下30CrMnSiA镀镉钝化螺栓在万宁户外暴露期间没有出现基体腐蚀现象,而装配状态下组合C在万宁户外暴露期间出现较为严重的基体锈蚀,造成在户外暴露期间最大拧出力矩呈不断增加趋势.     

冷喷涂Ni/Al2O3复合涂层在海洋大气环境下的腐蚀行为研究

目的 研究海洋大气环境对冷喷涂Ni/Al2O3复合涂层腐蚀损伤行为的影响,为提高合金钢的耐腐蚀性能提供依据.方法 采用冷喷涂技术在合金钢30CrMnSi表面制备Ni/Al2O3复合涂层,在万宁近海岸户外和海洋平台分别暴露6个月后,采用扫描电镜、电化学工作站等分析检测技术,研究Ni/Al2O3复合涂层在万宁海洋大气环境下...     

316L不锈钢在海洋深水环境中的局部腐蚀规律

目的研究316L不锈钢在海洋深水环境中的局部腐蚀规律。方法利用自行设计的实验装置在南海170 m水深位置开展316L不锈钢腐蚀模拟实验,并通过电化学测试方法与扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)等测试手段进行分析。结果浸泡7天时,316L不锈钢表面发生局部腐蚀,但微生物吸附会形成保护性的微生物膜,引起其自腐蚀及击穿电位正移,耐点蚀性能会升高。随着浸泡时间的延长,溶解氧含量逐渐降低,试样表面吸附的微生物膜性质发生变化,导致钝化膜在微生物与Cl-的作用下破裂,自腐蚀电位及击穿电位负移,耐点蚀性能下降。结论 316L不锈钢在海洋深水环境中的耐点蚀性能随着浸泡时间的延长,先降低而后增加。     

海洋环境耐蚀结构钢研究进展

以海洋装备主体材料钢铁作为研究对象,概述了结构钢在海洋环境下的腐蚀与防护研究进展。叙述了结构钢在海洋环境不同区域的各种因素影响下的腐蚀行为和机理。阐述了耐蚀结构钢材料的研究现状和国内外海洋环境用典型耐蚀低合金钢,目前主要通过微合金化技术和组织调控技术提高合金钢材料的耐蚀性。对比国外相关研究,我国耐蚀结构钢开发相对滞后,除了利用微合金化技术、组织调控技术这2种方法提高结构钢材料的耐蚀性外,采用传统腐蚀研究方法结合基于机器学习技术的新型腐蚀研究方法,挖掘海洋环境因素、材料成分和组织结构因素对结构钢腐蚀速率的影响规律,对加强结构钢腐蚀机理研究、加快新型耐蚀结构钢的开发、延长海洋装备的服役寿命具有重要意义。     

不锈钢在聚甲醛装置模拟介质中的腐蚀行为

目的筛选更为先进的聚甲醛装置升级改造用钢,研究316L,904L和2507不锈钢在聚甲醛装置模拟介质中的腐蚀行为。方法在模拟介质中对这三种不锈钢进行全浸试验,利用动电位极化技术测定它们的点蚀电位,并观察、分析腐蚀形貌和腐蚀产物。结果模拟介质中,316L不锈钢发生点腐蚀和成分选择性腐蚀,腐蚀产物主要为Fe-Cr铁素体相和Fe2O3赤铁矿相。结论904L不锈钢的腐蚀速率和点蚀敏感性均明显优于316L不锈钢,选用904L不锈钢将有助于提升聚甲醛装置的耐腐蚀性能。     

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。     

Stainless steel corrosion scale formed in reclaimed water: Characteristics, model for scale growth and metal element release

Stainless steels generally have extremely good corrosion resistance, but are still susceptible to pitting corrosion. As a result, corrosion scales can form on the surface of stainless steel after extended exposure to aggressive aqueous environments. Corrosion scales play an important role in affecting water quality. These research results showed that interior regions of stainless steel corrosion scales have a high percentage of chromium phases. We reveal the morphology, micro-structure and physicochemical characteristics of stainless steel corrosion scales. Stainless steel corrosion scale is identified as a podiform chromite deposit according to these characteristics, which is unlike deposit formed during iron corrosion. A conceptual model to explain the formation and growth of stainless steel corrosion scale is proposed based on its composition and structure. The scale growth process involves pitting corrosion on the stainless steel surface and the consecutive generation and homogeneous deposition of corrosion products, which is governed by a series of chemical and electrochemical reactions. This model shows the role of corrosion scales in the mechanism of iron and chromium release from pitting corroded stainless steel materials. The formation of corrosion scale is strongly related to water quality parameters. The presence of HClO results in higher ferric content inside the scales. Cl⁻ and SO₄^2 − ions in reclaimed water play an important role in corrosion pitting of stainless steel and promote the formation of scales.     

Si对低合金钢耐海水腐蚀性能影响的电化学研究

目的研究Si对低合金钢耐海水腐蚀性能的影响。方法采用真空电弧炉冶炼了不同硅含量的低合金钢,通过极化试验研究钢在海水中的腐蚀特性。采用交流阻抗和线性极化研究锈层对钢的保护作用,并对夹杂物进行SEM及EDAX分析。结果当硅的质量分数小于0.9%时,其在海水中的腐蚀速度随硅的质量分数增加而增加;当硅的质量分数大于0.9%时,其在海水中的腐蚀速度随硅含量的增加而减小。随浸泡时间延长,钢的耐蚀性降低。结论 Si的质量分数为0.9%时,钢耐蚀性的最好,锈层对钢的腐蚀不具有保护作用。     

海水环境中铸造不锈钢的腐蚀行为

通过暴露和冲刷腐蚀试验，获得了7种铸造不锈钢在海水全浸区、潮汐区及含沙流动海水中的腐蚀结果，讨论了它们的腐蚀行为。在海水全浸区．ZGOCr-13Ni4Mo、ZG1Cr18Ni9Ti和ZGOCr17Ni12Mo2发生严重的点蚀（孔蚀、斑蚀、沟槽腐蚀和隧道腐蚀）和缝隙腐蚀。高Cr、Mo（-N）的铸造不锈钢zG0Cr20Ni25Mo5、ZGOCr25Ni6Mo3CuN、ZOr25Ni9Mo4CuRe和ZGOCr20Ni18Mo6N有好的耐蚀性。铸造不锈钢在海水潮汐区的腐蚀比全浸区轻，耐蚀顺序与全浸区一致。在含沙流动海水中，ZGOCr13Ni4Mo的耐蚀性较差，ZGOCr17Ni12Mo2、ZGOCr25Ni9M04CuRe和ZGOCr20Ni18Mo6N的耐蚀性较好．     

热带海洋大气环境中钢腐蚀异常原因分析

采用Q235钢和Cor-TenA钢在中国海南万宁市离海边不同距离进行不同暴露时间、朝向和不同样品表面状态的大气暴露试验，用SEM和X射线衍射对锈层和腐蚀产物进行分析，结果表明：万宁站长期暴露钢的大气腐蚀出现的所谓“异常”现象正是高湿热海洋性大气腐蚀性特征的反映。其产生原因是：在高湿热、高日照、强辐射强度和高C1^-浓度的综合作用下，使建立起来的锈层。随时间的推移起加速腐蚀作用造成的。决定钢大气腐蚀的主要环境因素是湿热气候和C1^-浓度。     

钢在自然环境中的大气腐蚀研究进展

回顾了近年来钢在自然环境中的大气暴露腐蚀试验和腐蚀行为预测的研究。重点介绍了钢的腐蚀失重规律、环境因素和钢的化学成分对钢的大气腐蚀影响以及锈层分析的研究;此外,还介绍了幂函数预测模型、灰色模型和神经网络预测模型的研究进展。     

两种不锈钢在冷却塔冷凝酸液中的耐蚀性能

目的分析304不锈钢和316L不锈钢在电厂冷却塔内海水及烟气形成的模拟冷凝酸液环境中的耐蚀性能。方法利用浸泡试验和电化学试验方法测试两种不锈钢在模拟冷凝酸液中的腐蚀形貌、腐蚀率和极化曲线。结果 304不锈钢在模拟冷凝酸液中的耐蚀性能较差,其腐蚀率及钝态稳定性受冷凝酸液pH值的影响较大;316L不锈钢在模拟冷凝酸液中的耐蚀性能较好,其腐蚀率及钝态稳定性受冷凝酸液pH值的影响较小。结论 316L不锈钢在冷却塔冷凝酸液中的耐蚀性能明显优于304不锈钢。     

铜沉淀提高铸造马氏体不锈钢耐空蚀性能研究

针对普通马氏体铸造不锈钢在含氯离子溶液中耐点蚀和耐空蚀能力不足的问题,自行设计冶炼了一种经铜沉淀硬化的马氏体铸造不锈钢。通过力学性能测试、动电位极化扫描空泡腐蚀试验并结合SEM分析,研究了热处理工艺和铜含量对自行设计冶炼MSB马氏体不锈钢耐空蚀性能的影响。结果表明经铜沉淀的铸造马氏体不锈钢在3％NaCl溶液中的耐点蚀性能优于普通奥氏体不锈铜1Crl8Ni9Ti和高锰铝青铜,铜含量对铸造马氏体不锈钢的耐点蚀性影响不大。热处理工艺对铸造马氏体不锈钢耐空蚀性能有较大影响,时效温度越高,耐空蚀性能越差。当铜的质量分数在1．5％～2．5％之间时可以获得较好的强化效果,不锈钢的耐空蚀性能最好。