35Cr2Ni4MoA 材料防腐蚀性能验证研究

目的验证35Cr2Ni4MoA材料采取镀硬铬、封孔表面防护的耐腐蚀性能。方法开展35Cr2Ni4MoA材料表面镀硬铬有无封孔防护状态下的实验室加速腐蚀环境试验,研究材料表面腐蚀行为特点,加速腐蚀试验共8个周期。通过蚀坑深度、腐蚀面积、单位面积腐蚀数量等描述35Cr2Ni4MoA材料表面腐蚀情况。结果 35Cr2Ni4MoA材料表面镀硬铬和封孔防护后试验件腐蚀程度明显减低。结论镀硬铬、封孔表面防护能有效提高海洋环境下35Cr2Ni4MoA材料表面的耐蚀性能。     

35Cr2Ni4MoA材料表面碳化钨处理耐蚀性研究

目的对比研究35Cr2Ni4Mo A材料的传统镀硬铬和碳化钨WC-10Co-4Cr两种表面处理的耐蚀性能,方法开展35Cr2Ni4Mo A材料两种表面处理的实验室加速腐蚀环境试验,研究两种表面处理腐蚀行为特点。加速腐蚀试验共8个周期,通过蚀坑深度、腐蚀面积、单位面积腐蚀数量等描述35Cr2Ni4Mo A材料表面腐蚀情况。结果试验结果表明,35Cr2Ni4Mo A材料采用碳化钨WC-10Co-4Cr表面处理相较于传统镀硬铬表面处理的耐蚀性好。结论碳化钨WC-10Co-4Cr表面处理有效提高海洋环境下35Cr2Ni4Mo A材料表面耐蚀性能。     

两种低合金钢在深海环境下腐蚀行为规律研究

目的研究两种低合金钢材料在不同深度海水环境下的腐蚀行为规律。方法通过深海实海试验,研究10CrNi3MoV与E47两种船用低合金钢在1200、2000、3000 m深度海水环境下暴露0.5、2 a的腐蚀行为规律。借助于三维视频显微镜和XRD等技术,分别进行腐蚀形貌观察与腐蚀产物成分分析,结合腐蚀动力学数据,对比研究两者深海环境耐蚀性能的优劣。结果不同深度环境下,腐蚀产物分内外两层,锈层下表面形态相对平整,存在大量细小点蚀坑。随深度的增加,点蚀坑数量呈增加趋势。腐蚀初期,2000m腐蚀速率和点蚀深度最低,随暴露时间的推移,锈层中α-FeOOH的含量明显提升,腐蚀速率均呈下降趋势。结论10CrNi3MoV深海耐蚀性劣于E47,初期2000 m深海腐蚀性略差,深度增加有利于两者点蚀形核过程。随着时间的推移,锈层对基体具有一定的保护作用,点蚀纵深发展阻力增大。     

不同表面状态2024-T3铝合金腐蚀行为及DFR退化规律

目的研究阳极氧化膜破损的航空铝合金试件在实验室加速腐蚀条件下的腐蚀行为和疲劳性能退化规律,并和阳极氧化膜完好的试件进行对比。方法以不同表面状态的2024-T3铝合金试件为研究对象,进行不同时长的实验室加速腐蚀试验和与加速腐蚀后的DFR试验。通过观察腐蚀形貌,测量腐蚀坑深度和孔蚀率来观测腐蚀行为,通过计算腐蚀后的DFR来研究DFR退化规律。结果阳极氧化膜完好、破损的2024-T3铝合金试件分别在加速腐蚀180、36 h后出现点蚀坑,平均点蚀坑深度与加速腐蚀时间符合幂函数关系。试件在实验室加速腐蚀条件下,DFR的退化规律符合指数函数关系。结论与阳极氧化膜完好试件相比,阳极氧化膜破损会导致2024-T3铝合金试件的耐腐蚀性降低,加速试件疲劳性能退化的速率。     

利用薄片穿透法确定铝合金最大蚀坑深度

目的研究铝合金最大蚀坑深度与环境试验时间的对应关系,为新型合金服役前的耐蚀性评级和结构件服役过程中的剩余寿命预测提供技术基础。方法利用光学显微镜、扫描电镜分析海洋大气环境中新型铝合金的腐蚀类型,并利用薄片穿透法研究铝合金薄片最大蚀坑深度与试验时间的对应关系。结果经过海洋大气环境暴露试验后,2A97铝合金发生了深入合金内部的严重点蚀,检测薄片试样背面电解液的出现时间,可以确定环境试验中蚀坑穿透薄片试样的时间。通过测量不同厚度薄片试样的穿透时间,可以确定最快生长局部腐蚀点的深度和时间的关系。结论中性盐雾试验环境下,达到相同的最大蚀坑深度,2A97铝合金与AA2024铝合金用时基本相当。     

2A12铝合金在EXCO溶液中腐蚀损伤形貌演化分析

目的探索2A12铝合金在EXCO溶液中腐蚀损伤形貌的演化规律。方法开展实验室内2A12铝合金的加速腐蚀实验。为实现表面粗糙度与腐蚀损伤相关性的定量研究,首先采用3D扫描成像仪对实验样品进行扫描,取得样品微观几何特征,实现表面粗糙度值的数字化定量表征。观察样品在EXCO溶液中腐蚀损伤的发生发展过程、腐蚀形貌的演化过程,测量腐蚀样品蚀坑深度,并分析表面粗糙度对样品腐蚀损伤的影响。结果当腐蚀时间不超过6 h时,2A12铝合金样品在EXCO溶液中的腐蚀类型主要为点蚀,随着时间的延长,将向全面腐蚀发展。粗糙度值高的试件表面有打磨时形成的较深表面纹理,这些纹理制约了点蚀坑的扩展,使蚀坑沿纹理的方向发展,有演化为微裂纹的可能性,蚀坑边界的不规则处也会萌生微裂纹。粗糙度值较小的样品,腐蚀损伤也较小,但粗糙度对腐蚀损伤的影响随时间的延长而减弱。结论常温下,2A12铝合金在EXCO溶液中首先发生点蚀,由于蚀坑向四周扩展的速度快于深度方向,使腐蚀类型从点蚀向全面腐蚀演变。表面粗糙度对2A12铝合金样品腐蚀损伤形貌的演化有重要影响,表面微观几何特征通过制约蚀坑扩展方向的方式来改变样品的腐蚀行为,并造成腐蚀损伤的明显差异。随着腐蚀时间的延长,材料逐渐失去其原有表面微观几何特征,表面粗糙度对腐蚀行为的影响下降。     

机载电子系统铝合金冷板-冷却液腐蚀性研究

目的可靠表征机载电子设备液冷系统中铝合金冷板在其使用环境下(冷却液介质中)腐蚀程度与时间的关系,为确定其使用寿命及对其进行腐蚀防护与控制提供技术支持。方法根据飞机液冷系统冷板的服役环境特点,开展铝合金冷板冷却液恒温浸泡试验和冷却液恒温冲刷试验,观察试验件宏观和微观状况,采用最大蚀坑深度值的变化进行腐蚀程度的量化表征。结果恒温浸泡试验120天,试验件宏观和微观腐蚀形貌,以及蚀坑深度均无明显变化;冲刷试验320 h,试验件宏观腐蚀形貌无变化,微观腐蚀形貌轻微加重,蚀坑深度平稳增加。结论浸泡和冲刷试验结果对比得出,高速冲刷的冷却液因杂质累积、成分挥发等导致性能变化,加速铝合金冷板的腐蚀。     

不锈钢波纹管在海洋大气环境下的腐蚀失效分析

目的 研究热带海洋大气环境下06Cr19Ni10不锈钢波纹管的腐蚀失效机理。方法 对失效导管进行宏观形貌分析,确定宏观腐蚀特征。进一步对失效管段进行显微组织以及化学成分的分析。采用体式显微镜、扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)开展失效管段的微观腐蚀形貌观察和腐蚀产物分析。结果 宏观来看,导管上金属网套和波纹管外面有几处轻微腐蚀,波纹管侧面腐蚀略微严重,内部没有发现腐蚀。金相组织显示,波纹管基体材料为奥氏体晶粒,在U型波纹管顶部有少量马氏体存在,波纹管基体材料化学成分符合国标要求。扫描电镜下,波纹管外表面发生了严重的点蚀,在U型波纹管的顶部和波纹间的平台均有较大的点蚀坑,U型顶部的点蚀更为严重,并且波纹管不同部位发生了明显的晶间腐蚀。点蚀坑处的EDS显示,腐蚀产物多为Fe的氧化物,坑内还发现了少量的Cl^?,并且坑内产物的Cr元素含量明显少于基体。结论 由于波纹管固溶处理不当,导致晶界间贫铬,使材料表面大部分区域产生晶间腐蚀。同时由于波纹管顶部的塑性变形诱导马氏体生成,使得该处更容易发生点蚀,而海洋大气环境中的氯离子进一步促进了这种点蚀的发生,最终导致了波纹管的腐蚀失效,U型顶端发生的点蚀是材料失效的主要原因。     

不同海域40Cr低合金钢腐蚀行为研究

目的 研究40Cr在海水环境中的自然腐蚀行为.方法 采用形貌分析、腐蚀质量损失分析、XRD分析等方法对40Cr在青岛、舟山、三亚海水全浸区的腐蚀行为进行研究.结果 40Cr在不同海域中的腐蚀均较为严重,青岛及三亚海域的试样表面被大量海生物附着,舟山海域的试样表面则以泥沙沉积为主.去掉腐蚀产物后试样的腐蚀形貌以坑蚀为主.在试验周期内,随着时间的延长,试样的腐蚀速率逐渐减小,在不同周期内均以三亚海域的为最高.在相同条件下与普通碳钢(Q235)相比,40Cr的腐蚀速率偏高.随着时间的延长,青岛、舟山试样点蚀深度逐渐增加,而三亚试样点蚀深度则先增加后减小,同周期下青岛海域试样的点蚀深度最小.不同海域及周期下40Cr的腐蚀产物以稳态α-FeOOH及Fe2O3为主.结论 40Cr在三个海域的腐蚀形貌均以坑蚀为主,试验周期内试样在三个海域的腐蚀速率随时间延长逐渐减小,同周期下三亚海域试样的腐蚀最为严重;40Cr中C含量较高,在相同条件下其腐蚀速率要高于普通碳钢;40Cr的腐蚀产物以稳态成分为主,是由于Cr元素含量较普通碳钢增加,加速了钢的腐蚀产物到热力学稳定状态的转化.     

腐蚀疲劳交替环境下0Cr16Ni5Mo1不锈钢的损伤行为研究

目的 研究腐蚀疲劳交替环境下0Cr16Ni5Mo1不锈钢的损伤行为。方法 通过开展0Cr16Ni5Mo1不锈钢在不同腐蚀疲劳交替次数下的试验，分析腐蚀疲劳交替频率对疲劳寿命、表面形貌等的影响规律，明确其腐蚀疲劳交替损伤机理。结果 腐蚀时间一定时，0Cr16Ni5Mo1不锈钢试验件的疲劳寿命随着腐蚀疲劳交替频率的增加而增加。交替频次较低时，疲劳断裂部位主要发生在试验件表面或侧面的腐蚀损伤处；交替频次较高时，疲劳断裂部位开始内部缺陷处出现。试验件表面附着的腐蚀产物随着交替周期的进行而减少，但随着交替次数的增加，基体截面深处出现腐蚀产物。结论 0Cr16Ni5Mo1不锈钢试验件的疲劳寿命随交替次数的增加呈现指数函数规律的增长趋势。腐蚀-疲劳交替作用下，0Cr16Ni5Mo1不锈钢的表面腐蚀损伤形式主要为点蚀，裂纹主要萌生于试件表面的缺陷处，腐蚀加速了裂纹萌生的进程。交替次数的增加促进了表面和缺陷处钝化膜的生成，以及腐蚀产物在缺陷内部的堆积，从而使试验件寿命增大。     

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。     

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．     

南海高温高压含CO2气井管柱腐蚀适用性评价

目的明确南海高温高压含CO2气井管柱材料腐蚀适用性,指导现场管柱材料选择。方法采用高温高压釜腐蚀实验仪器对井筒高温高压环境条件下不同材料腐蚀速率进行实验分析,并采用扫描电镜及能谱分析仪对腐蚀实验后试样腐蚀形貌进行分析,评价不同井筒环境下管柱材料腐蚀适用性。结果150℃条件下,材料腐蚀速率随分压的增加而增大,同时随着材料Cr含量的增加,材料腐蚀速率降低,其中P110钢材料腐蚀速率到达0.3511mm/a,属于严重腐蚀;180℃条件下,三种材料试样表面均存在不同程度的局部腐蚀,其中13CrS-110试样表面出现点蚀的程度较其他两种材料更严重,其点蚀坑存在向内发展的趋势。结论南海高温高压含CO2环境下,Cr含量的增加提高了材料抗腐蚀性能,且随着CO2分压的提高,溶液中CO2溶解度不断增大,增加了材料腐蚀。在180℃高温条件下,13CrS-110钢、15Cr-110钢、15Cr-125钢均存在不同程度点蚀,但13CrS-110钢存在开裂风险,在现场应用前应进行开裂风险评估。针对高温高压含CO2气井管柱选材,可根据井筒温度、压力、CO2分压分布情况进行分段设计,在保障井筒完整性的基础上,降低开发成本。     

湿热环境下配电自动化终端的腐蚀失效分析

目的解决配电自动化终端在湿热环境下的腐蚀失效问题,保障配网自动化系统的安全运行,延长配电自动化终端的使用寿命。方法分别选用三台架空终端FTU作为研究对象,研究配电自动化终端在湿热环境下的腐蚀失效特点,并提出针对性防护措施。采用SEM和EDS表征方法展开配电自动化终端的腐蚀失效分析。结果由EDS数据结果发现,相比较于轻微腐蚀区域,腐蚀区域的氧含量均大幅增加,且出现硫元素和氯元素,表明腐蚀环境主要是含硫和氯的潮湿环境。航空插头表面覆盖镍和铜两层镀层,腐蚀后的试样表面不仅检测到铜,有的甚至检测到基材铁,说明腐蚀后镀层已逐步失效,部分基材裸露,且已开始腐蚀。结合SEM发现,样品表面有大量颗粒粗大的腐蚀产物,且明显看出镀层已被破坏。结论材料腐蚀失效主要是由于高温度、湿度、含氯及硫等大气环境加速终端设备腐蚀,以及镀层被破坏或漏镀等问题造成基材裸露,腐蚀进一步深入发展。因此,根据湿热环境下配电自动化终端的腐蚀特点,提出针对性的防护措施。保障配网自动化系统的安全运行的同时,延长配电自动化终端的使用寿命,为今后的实证测试提供可靠依据。     

海洋环境水下采油树腐蚀与防护研究进展

根据国内外水下采油树腐蚀防护技术现状,从采油树腐蚀环境、材料选择、阴极保护及涂层防护方面系统地探究了水下采油树的腐蚀防护技术,对各种技术的优缺点进行了比较分析.材料选择方面,主要对采油树的服役环境、服役要求及材料性能等进行了探究,并对常见水下采油树的材料316L、25Cr7Ni4Mo型双相不锈钢、30CrMo钢及Inconel 625等进行了分析总结.阴极保护方面,主要探究了牺牲阳极在采油树腐蚀与防护方面的应用.涂层防护方面,主要对国内外水下采油树重防腐涂层现状、标准及种类进行了综述分析.腐蚀失效方面,对其失效原因及失效分析原则和程序进行了探究.最后,就采油树的腐蚀防护材料选择、阴极保护、涂层防护及腐蚀失效方面的发展进行了展望.     

基于灰色马尔科夫模型的2A12铝合金腐蚀预测方法研究

目的研究飞机结构件的腐蚀随时间的变化规律,为其寿命预测及可靠性分析提供参考。方法以2A12铝合金试件为对象,利用加速腐蚀试验设备,对其进行7个周期的加速腐蚀,以获得蚀坑深度的原始数据。在此基础上,将灰色GM(1,1)模型与马尔科夫链模型相结合,建立起能够预测蚀坑深度的灰色马尔科夫模型。结果将预测值与试验值进行对比,结果表明,灰色马尔科夫模型预测精度在0~4.5%之间,预测结果比较准确。结论该灰色马尔可夫模型能够较好地反映该型铝合金在腐蚀过程中蚀坑深度的变化趋势,建立起了一种新的腐蚀预测方法。