典型海域船舶用铜材表面生物污损与腐蚀性能研究

目的 对比研究铜合金、紫铜在我国黄海、东海和南海海域具有代表性的港口海水环境中的污损、腐蚀行为.方法 依据GB 12763.6—2007《海洋调查规范》和GB/T 5776—2005《金属和合金的腐蚀试验方法》,通过实海挂片研究ZQMnD12-8-3-2、铜镍合金B10/B30和紫铜T2在我国典型海域青岛港口、舟山港口、三亚港口的生物污损与腐蚀状况.结果 铜镍合金B10、B30和紫铜T2在三海域均具有良好的抑制污损生物附着的性能,其中紫铜抑制污损生物附着的性能最为突出,但其腐蚀严重,腐蚀速率为3.97×10–2～8.48×10–2 mm/a;铸造青铜ZQMnD12-8-3-2虽然含铜量略高于铜镍合金B30,但由于其腐蚀产物易附着于材料表面,其污损抑制性能较差.结论 铜镍合金B10、B30和紫铜T2均有抑制污损生物附着的性能,但受不同海域环境因素和材料表面腐蚀产物致密性的影响有所差异.受泥沙水质影响,舟山港口内铜合金的腐蚀速率较高,腐蚀显著,三亚港口内紫铜的腐蚀速率最高.     

紫铜大气腐蚀在发电厂的节能应用分析

采用室内加速腐蚀实验,通过失重法、极化曲线法以及表面分析研究了紫铜在不同硫化氢浓度、大气相对湿度和腐蚀时间下的腐蚀速率和腐蚀行为。结果表明,用极化曲线法测得的金属腐蚀速率与失重法测得的结果具有很高的一致性;紫铜在高湿度的硫化氢气氛中腐蚀剧烈,随着硫化氢浓度的上升,腐蚀速率逐步增大;紫铜在低湿度的硫化氢气氛中腐蚀速率大大降低,气体浓度对紫铜的腐蚀速率的影响不显著。以此提高发电厂中紫铜材料的应用水平,提高发电厂的运行水平。     

低合金钢中夹杂物对点蚀的影响

选择了两种化学成分相似的低合金钢,借助电子探针对其夹杂物做了分析鉴定,通过极化试验、模拟闭塞腐蚀电池试验和显微分析探讨了低合金钢内夹杂物在点蚀过程中的作用。结果表明,低合金钢内夹杂物是最主要的点蚀诱发源,含硫化物的复相夹杂诱发点蚀的能力高于其它夹杂,在点蚀扩展过程中,夹杂物优先溶解脱落形成腐蚀坑,对点蚀扩展有明显促进作用;经钙处理和炉外精炼工艺的低合金钢中夹杂物数量少、体积小,其点蚀点位较高,点蚀扩展速率较低。     

微弧氧化6061铝合金的腐蚀行为研究

采用室内海水浸泡试验、电偶试验等方法研究了6061铝合金微弧氧化层厚度和封孔处理对其耐海水腐蚀性能的影响。试验发现,微弧氧化后,铝合金在海水中的腐蚀形貌为点蚀,封孔处理可明显抑制点蚀的发生,厚度变化对耐蚀性影响不大。与铜合金偶合后,微弧氧化铝合金的腐蚀速率增加,因此在实际使用中应尽量避免这2种材料的电接触。     

海水管系中异种金属管道耦接腐蚀模拟研究

目的 研究船舶海水管系中常见异种金属管道之间的电偶腐蚀问题。方法 使用COMSOL Multiphysics软件,模拟研究紫铜（TP2Y）/#20钢、B10铜合金/921A钢、921A钢/锡青铜（XQT）耦接管道在3.5%NaCl溶液中管道内表面的电位、电流密度分布规律及耦接60 d后的电偶腐蚀状况。结果 异种金属管道耦接情况时,紫铜、B10铜以及锡青铜管道作为电偶腐蚀偶对中的阴极而受到保护,20号钢和921A钢管道为阳极,发生电偶腐蚀。当紫铜/20号钢管道耦接时,紫铜管道受保护长度距离耦接处约425 mm,而20号钢管道的电偶腐蚀长度距法兰耦接处约500mm;当B10铜合金/921A钢耦接时,B10铜合金管道受保护长度约500 mm,921A钢管道受到电偶腐蚀的长度约780 mm;当921A钢/锡青铜管道耦接时,锡青铜管道受保护长度约620 mm,而921A钢管道电偶腐蚀长度约820 mm。模拟结果还表明,当耦接时间达60 d后,紫铜与20号钢管道耦接时,20号钢管道内壁靠近处的腐蚀深度最大约为5.57μm;B10与921A钢管道耦接时,921A钢管道内壁的腐蚀深度达到8.31μm;...     

B4C陶瓷基复合材料的海水腐蚀研究

以TiAl金属间化合物为烧结助剂对B4c陶瓷进行活化强化烧结,制备出B。c陶瓷基复合材料,通过电化学阻抗、扫描电镜等手段对其耐海水腐蚀性能进行了研究,并由此对其腐蚀机理进行了探索。在60d的浸泡过程中,海水对B4c复合材料的腐蚀主要表现为对材料中TiB2相的腐蚀,腐蚀过程可分为海水中有害粒子对材料表面氧化膜的穿透、海水对TiB2相腐蚀及TiB2相表面氧化膜重新生成3个阶段,材料的耐海水腐蚀能力呈先下降后上升的趋势。     

新型有机胺溶液捕集CO2的实验研究

在温度333K、压力0.1MPa下,研究了溶质总量一定的位阻胺(CHA)溶液在不同浓度下CO2的吸收性能,考察了吸收过程中吸收速率、吸收量及吸收时间的相互关系,并将其与MEA溶液的吸收性能进行了对比.控制解吸温度为373K,考察了两种吸收液的CO2解吸量和解吸时间的关系.对两种吸收富液进行腐蚀实验.实验表明,CHA较适用于捕集低分压下的CO2;适当降低有机胺吸收液的浓度有利于充分发挥其对CO2的吸收性能;单位物质的量的CHA对CO2的吸收量高于在相同条件下的MEA对CO2的吸收量.CHA的腐蚀率明显低于MEA的腐蚀率.从循环利用和降低能耗的角度出发,CHA具有较高的研究价值和广泛应用前景.     

微观组织对铜合金腐蚀性能的影响

目的研究T2,Tu P,B10,H62等铜合金在模拟海水中的腐蚀行为,重点探讨微观组织与夹杂物对腐蚀特征的影响。方法采用线性极化、电化学阻抗、挂片试验和微观分析等测试手段。结果比较四种铜合金的腐蚀速度、点蚀倾向,得到铜合金腐蚀性能差异的原因。结论 H62,B10的腐蚀速度小于T2,Tu P;H62,B10的点蚀倾向性明显大于T2,Tu P;不同铜合金的微观组织及夹杂物差异是铜合金腐蚀性能不同的重要原因。     

岛礁环境对吊耳疲劳性能影响研究

目的 研究吊耳在岛礁环境下的腐蚀特征及其对疲劳性能的影响。方法 通过开展吊耳试验件的岛礁自然环境试验,测试其不同在试验周期的疲劳性能,分析断口形貌、元素含量变化,研究腐蚀对吊耳抗疲劳性能的影响。结果 在1 a的岛礁自然环境试验中,吊耳的腐蚀部位主要为表面镀层,并且呈非均匀腐蚀特征。随着试验时间的延长,吊耳平均疲劳断裂循环次数呈下降趋势,疲劳断口的韧性断裂特征减弱,并且氢含量有所增加。吊耳内部存在MnS夹杂物,位于韧窝底部。结论 吊耳表面点蚀坑、内部MnS夹杂物对疲劳载荷作用下裂纹的萌生和生长起到促进作用,降低了其抗疲劳性能,应加强腐蚀防护和质量控制。     

浸泡时间对X60钢SRB电化学腐蚀行为影响研究

利用极化曲线,电化学阻抗谱,扫描电镜,能谱分析和微生物分析等方法对X60钢在灭菌培养基和接种硫酸盐还原菌(SRB)培养基中浸泡2h和浸泡240h后的腐蚀行为进行了对比研究.结果表明:浸入初期,相比灭菌介质,含SRB介质中X60钢表面上SRB的初始吸附成膜具有一定的保护作用,这使其耐蚀性能有所提高.浸泡2h后,SRB菌落代谢过程的阴极去极化作用使X60钢表面产生明显点蚀形貌,加速了X60钢的腐蚀,使其耐蚀性能下降.     

曝晒位置对纯铜热带海洋大气环境腐蚀性能的影响研究

目的研究不同离岸曝晒位置对纯铜热带海洋大气环境腐蚀性能的影响。方法通过对T2铜在三亚热带海滨离岸不同距离进行24个月的大气曝晒试验,结合大气Cl~-在相应位置的沉积量及湿度变化情况,并采用扫描电子显微镜、X射线能谱仪和XRD等对其腐蚀产物形貌、成分和物相进行分析。结果 T2铜热带海洋大气腐蚀以均匀腐蚀为主,其平均腐蚀速率随离岸距离的增加、曝晒时间的延长而下降。腐蚀产物为双层结构,外层为具有疏松结构的绿色Cu_2(OH)_3Cl,内层为致密的Cu_2O。随着离岸距离的增加、暴露时间的延长,试样表面电解液介质中Cl~-浓度越大,T2铜腐蚀产物中Cu_2(OH)_3Cl含量增加,但腐蚀产物生成主要以Cu_2O相为主。结论腐蚀速率与盐雾沉积量与离岸距离变化关系存在差异,盐雾沉积量先升后降,在离岸80 m处有最大值,由于大气相对湿度的影响,导致T2铜腐蚀速率在离岸0 m处有最大值,在离岸80 m处有极大值。     

几种典型金属材料西沙海洋飞溅区腐蚀行为规律研究

目的研究几种典型金属材料在西沙海洋飞溅区的腐蚀行为规律。方法通过外场暴露试验,分析3种钢、1种铜和3种铝合金材料暴露0.5,1,2 a后的腐蚀形貌与动力学规律。结果 3种钢的腐蚀质量损失与点蚀均较为严重,T2整个表面均匀减薄的同时,会产生大量微小的腐蚀坑,3种铝合金发生以点蚀为主的局部腐蚀,伴随有晶间腐蚀、选择性腐蚀等。结论试验条件下,3种钢中Q235耐蚀性最差,T2整体耐蚀性较好,3种铝合金中5083耐点蚀性能最差,5052略优于6063。     

T2铜在不同海水飞溅条件下的腐蚀性能差异

目的研究T2铜在不同飞溅条件下的腐蚀行为。方法通过对T2铜在三亚热带海水飞溅区进行0.5、1、2 a三个周期的环境试验,采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪对其腐蚀产物形貌、物相进行分析,使用电化学工作站对带锈样品进行分析。结果 T2铜在堤岸飞溅区和堤岸内飞溅区腐蚀速率随时间的延长逐渐下降。在飞溅区,不同周期T2铜的腐蚀产物为表面较薄的氧化层,且存在分层现象,主要由外层疏松的绿色Cu2(OH)3Cl和内层致密的棕色Cu_2O组成。不同试验周期,两处飞溅区试样表面的腐蚀产物都较为平整,堤岸飞溅区腐蚀产物层的平均厚度大于堤岸内飞溅区,腐蚀形貌均为均匀腐蚀。两处飞溅区锈层均由Cu_2O和Cu2(OH)3Cl相构成,堤岸飞溅区锈层主要为Cu_2O和Cu2(OH)3Cl相,堤岸内飞溅区锈层主要为Cu_2O相,存在少量Cu2(OH)3Cl相。结论在同一试验地点进行飞溅试验,由于飞溅条件不同,2a内铜的腐蚀速率、腐蚀产物等会存在差异。     

铜及铜合金在淡海水交替自然环境条件下的腐蚀行为研究

目的研究铜及铜合金在淡海水交替条件下的腐蚀行为。方法通过开展TUP纯铜、B10与B30铜合金3种典型的铜及铜合金在淡海水交替、海水及淡水自然环境下2年的暴露试验,将三种环境下材料的腐蚀形貌、腐蚀速率进行对比,总结3种材料在不同水环境下的腐蚀规律,对其腐蚀机理进行简要的探讨,并对其长周期的腐蚀行为进行预测。结果对TUP纯铜来说,淡海水环境对TUP纯铜的影响是海水环境的1.66倍,对B30铜合金来说,淡海水环境对其影响是海水环境的2.07倍,而对于B10铜合金,淡海水环境是海水环境的2.17倍。结论从耐蚀性上来看,铜及合金在淡海水交替自然环境下耐蚀性能最差,海水自然环境下次之,在淡水环境下的耐蚀性能最好,自然环境中水的流速越快,会加重铜及合金的腐蚀。     

铜合金实验室试验与实海挂片结果的比较与分析

目的比较实验室试验结果与实海挂片结果对B10和H62两种铜合金腐蚀性能评价的异同之处。方法采用线性极化、电化学阻抗、显微形貌观察等,比较两种铜合金在实验室模拟海水中的的腐蚀速率、点蚀倾向,结合反应机理、腐蚀形貌、环境等外部因素,分析导致实验室与实海环境下出现差异的原因。结果除榆林海域外,实海挂片与实验室结果都表明,B10试样的平均腐蚀速率小于H62。B10和H62两种铜合金随温度升高腐蚀速率增大,在实验室和实海情况下表现出一致性,且平均腐蚀速率都随浸泡时间的延长而降低。结论在实海环境中,温度不是影响点蚀的主要因素,微生物等其他环境因素会对点蚀产生较大影响。     

腐蚀时间和温度对LY12CZ铝合金疲劳强度的影响

在实验室环境下对LY12CZ铝合金试验件进行溶液浸泡预腐蚀试验,产生腐蚀坑,使用KH-7700显微镜获得了不同腐蚀时间和腐蚀温度条件下的损伤数据,然后进行疲劳加载试验,建立了不同腐蚀时间和腐蚀温度与疲劳寿命之间的关系。试验结果表明,腐蚀时间和温度对铝合金的预腐蚀损伤及相应的疲劳寿命有着显著影响。     

表面喷丸对Aermet100钢耐蚀性影响

目的 探究表面喷丸处理对于Aermet100钢耐蚀性能的影响。方法 借助显微观察、电化学测量及XRD分析等手段,开展喷丸与未喷丸2类A100钢试件的中性盐雾试验。结果 腐蚀形貌上,两者腐蚀表面变化均为先出现红褐色物质,后出现红棕色与绿色絮状物,在出现变化的时间上相差约1个周期。随着腐蚀时间增长,XRD衍射峰发生右移,2类试件XRD结果均在144 h变化明显。中性盐雾试验电化学结果与海洋环境下电化学结果在溶液电阻、腐蚀产物电阻和腐蚀反应电阻上均有差异,自腐蚀电位略低,自腐蚀电流则低了2个数量级。结论 两者腐蚀现象规律一致,XRD衍射峰右移表明试件晶格参数变小。2类试件腐蚀速率呈现增加到减缓再到增加的趋势。喷丸能明显提高A100钢的耐蚀性。     

5083铝合金在模拟淡海水中的电化学行为研究

采用循环极化、动电位极化研究了不同盐度的海水对5083铝合金腐蚀性能的影响。结果表明,自腐蚀电位随着浸泡时间的延长开始迅速负移,60 d后趋于稳定;循环极化显示击破电位随盐度的增加逐渐降低,保护电位随盐度的增加先减小后增大,在盐度为1.5%(质量分数)处达到最小值;腐蚀形貌显示5083铝合金在盐度为1.5%(质量分数)的海水中点蚀最严重;不同盐度下5083铝合金的阴极保护电位区间约在-0.90～-1.05 V之间。     

5083铝合金在模拟淡海水中的电化学行为研究

采用循环极化、动电位极化研究了不同盐度的海水对5083铝合金腐蚀性能的影响。结果表明,自腐蚀电位随着浸泡时间的延长开始迅速负移,60d后趋于稳定;循环极化显示击破电位随盐度的增加逐渐降低,保护电位随盐度的增加先减小后增大,在盐度为1.5%（质量分数）处达到最小值;腐蚀形貌显示5083铝合金在盐度为1.5%（质量分数）的海水中点蚀最严重;不同盐度下5083铝合金的阴极保护电位区间约在-0.90～-1.05V之间。     

航空用2D12铝合金在海洋大气环境中的腐蚀行为研究

在海南万宁试验站开展2D12铝合金海洋大气暴露试验,通过质量损失分析、力学性能分析和金相显微形貌分析,研究了2D12铝合金在海洋大气环境中腐蚀的规律和行为。结果表明,2D12铝合金的腐蚀质量损失与暴露时间的关系可用幂函数回归;随暴露时间的延长,2D12铝合金的抗拉强度先下降、后趋于平稳,断后伸长率则逐渐降低;金相显微分析表明,2D12铝合金的腐蚀由初始的点蚀逐渐发展成晶间腐蚀。