高强不锈钢在海水环境中的阴极保护行为研究

目的 研究不同阴极极化电位下高强不锈钢的极化行为,确定某高强不锈钢合理的阴极保护电位区间。方法 通过动电位极化测试以及电化学阻抗测试等电化学测试手段,研究此种高强不锈钢在海水中的阴极反应过程,通过不同极化电位下的恒电位极化测试,结合扫描电子显微镜和能谱仪,观察分析试样表面的腐蚀产物,研究阴极极化电位对高强不锈钢表面阴极产物膜的影响规律,以及对高强不锈钢在海水中的阴极保护效果。结果 动电位极化测试表明,在‒0.50~‒0.90 V,只需要施加很小的阴极电流,就可使极化电位发生显著变化。电化学阻抗谱测试及拟合结果表明,极化电位在‒0.70 V时,电极反应的电荷转移电阻最大,此时腐蚀被完全抑制。恒电位极化测试发现,随着电位负移,极化电流密度整体上呈现先减小、后增大的趋势。用能谱仪分析其表面产物发现,钙镁沉积层的致密度呈现先增加、后降低的趋势。结论 此种高强不锈钢在海水环境中施加阴极电位为‒0.50~‒1.00 V时,可以得到有效保护。     

磁场对航空拖缆碳钢材料腐蚀行为影响研究

目的鉴于航空拖缆海洋环境使用的实际需要以及海洋环境中磁场对腐蚀的影响,展开磁场对航空拖缆碳钢材料腐蚀行为影响的研究。方法分别运用线性极化、交流阻抗以及电化学噪声等试验方法研究施加磁场扰动下碳钢腐蚀速度变化以及腐蚀机理。结果施加磁场后,阴极氧去极化过程和中间产物的形成过程在碳钢不同腐蚀状态下分别占主导地位。当磁场强度较低时,阴极氧去极化被抑制,是腐蚀速度的控制步骤,电荷转移电阻增大,腐蚀速度减小。磁场强度逐渐增大,中间产物的形成和转化过程逐渐成为主导因素,噪声电阻增大,腐蚀速度减小。结论磁场对航空拖缆碳钢材料的腐蚀速度产生影响。     

低合金钢实海腐蚀电化学阻抗谱研究

采用交流阻抗,结合线性极化,研究低合金钢实海全浸初期电化学阻抗谱行为。结果表明,低合金钢实海腐蚀最初1周是腐蚀最剧烈阶段;低合金钢实海腐蚀分为2个阶段,浸泡的第1周为第1阶段,阻抗值迅速减小,采用等效电路Rs（Cdl,Rt）拟合;浸泡1周之后,阻抗值变化缓慢,且呈现波动趋势,采用等效电路Rs（Cf（Rf（Cdl,Rt）））拟合。     

交流杂散电流对X80管线钢的腐蚀行为影响

目的研究交流杂散电流干扰下管线钢的腐蚀机理。方法采用电化学阻抗谱(EIS)、动电位极化扫描(Tafel)等电化学测试技术和表面分析技术研究不同交流电流密度干扰下(0~80 A/m~2)X80管线钢在酸性土壤环境中的腐蚀行为。结果酸性土壤环境中,即使是10 A/m~2的交流电流密度,也会引起X80的交流腐蚀,且钢的腐蚀速率随着交流电流密度的增大而增大。未施加交流电干扰时,钢试样在酸性土壤浸出液中的腐蚀电流密度为9.6μA/cm~2;当施加10 A/m~2的交流电后,试样的腐蚀电流密度增大到11.95μA/cm~2;当干扰交流电流密度增大到80 A/m~2时,腐蚀电流密度为未施加交流电试样腐蚀电流密度的2.25倍。质量损失结果进一步验证了电化学测试结果,当干扰交流电流密度增大到80 A/m~2时,腐蚀速率是未施加交流电试样腐蚀速率的3.5倍。X80钢在酸性土壤环境中主要发生点蚀,交流杂散电流进一步加速了X80钢的点蚀。结论交流电的引入影响了X80钢的电化学腐蚀过程,交流电正半周期钢试样发生氧化反应,而在负半周期钢试样表面发生还原反应。在整个交流电作用的过程中,交流电正半周期的阳极氧化作用远大于负半周期的阴极还原作用。     

温度和溶解氧对5083铝合金海水腐蚀性的影响

采用动电位极化和电化学阻抗试验方法,研究了温度和溶解氧对5083铝合金在海水中腐蚀电化学性能的影响。结果表明,随着溶解氧浓度的降低,铝合金自腐蚀电位负移;随着温度的增加,铝合金点蚀电位负移,阴极过程受扩散控制。腐蚀微观形貌分析表明铝合金在高温高氧状态下主要以均匀腐蚀为主,而在低温低氧状态下发生了明显点蚀。     

浸水率对低合金钢海水腐蚀行为的影响

目的计算不同浸水率试样的平均腐蚀速率,并与全浸条件下的腐蚀行为进行对比研究。方法采用电化学测量技术,测量不同干湿循环后试样在海水中的开路电位、极化电阻和电化学交流阻抗,分析不同浸水率对低合金钢电化学性能的影响。利用三维视频显微镜观察不同浸水率试样的腐蚀形貌,采用X射线分析仪分析锈层组成。结果干湿交替条件下低合金钢的腐蚀速率比全浸条件下增大1个数量级,自腐蚀电位正移150 mV左右,极化电阻增大2个数量级;且随着浸水率增大,腐蚀速率减小,自腐蚀电位无明显变化,试验初期电阻增大,但是试验后期无明显变化。结论观察腐蚀形貌和锈层组成,全浸条件下以FeOOH为主,干湿交替条件下出现较多的Fe3O4。     

黄铜矿在含铁酸性介质中氧化过程的电化学研究

以天然黄铜矿为研究对象,运用开路电位,循环伏安曲线,Tafel极化曲线和交流阻抗(EIS)等电化学手段,对在硫酸介质中三价铁离子对黄铜矿的氧化过程的电化学行为进行了研究.结果表明,黄铜矿在酸性介质中的氧化可能通过两步反应完成,第一步中电极表面形成了一层主要成分是含硫中间产物的钝化膜,第二步则是黄铜矿主体的氧化.Fe3+离子有助于黄铁矿的直接氧化,在黄铜矿的溶解过程中起到了重要作用.极化曲线测量的结果显示随着溶液中Fe3+离子浓度的增加,黄铜矿的极化电流也在增加,黄铜矿也更容易进入钝化阶段.同时,交流阻抗对Fe3+离子浓度改变的响应也很敏感.     

pH值变化对B30铜镍合金腐蚀电化学行为的影响

采用电化学阻抗谱、动电位极化曲线等电化学测试方法,研究了NaCl(质量分数为3.5%)溶液中pH值变化对B30铜镍合金腐蚀电化学行为的影响.结果表明:随着溶液pH值升高,B30材料的腐蚀行为由均匀腐蚀变为点蚀;材料阻抗值和瞬时腐蚀速率提高,极化电流密度降低;材料发生点蚀的倾向增大.     

某梁结构静动联合加载疲劳研究试验件设计与分析

目的解决工程结构在交变静载荷和动载荷联合作用下的疲劳寿命预估难题。方法拟设计一梁结构试验件,方便施加静力与动载荷,并具有合适的疲劳寿命,用于静动联合加载下疲劳寿命预估研究。并采用名义应力法计算出静载荷作用下结构的寿命,采用频域法计算动载荷单独作用下结构的寿命,再以线性损伤累积理论为基础,以载荷块为单位来计算静动载荷联合加载下的寿命。结果初步给出试验载荷,得到静动载荷联合加载下危险点的寿命为1225 s。试件在1 h之内失效,满足设计要求。结论通过该方法,可以用来校核试件的实际寿命,以设计试件。     

X70钢在碳酸氢钠溶液中的腐蚀行为研究

通过电化学试验方法对X70钢在NaHCO3溶液中的腐蚀行为进行了研究.实验结果表明,当NaHCO3质量分数低于0.10%时,极化曲线呈现阳极活化溶解过程,高于0.10%时阳极极化出现钝化过程,并且在-0.6 V(vs.SCE)左右出现了一个新的小电流峰.通过对交流阻抗谱分析发现,高频区均是由略偏离半圆的容抗弧组成,并且实部有所收缩.HCO3-的还原反应在阴极过程中起主要作用,整个过程受极化控制.X70钢在NaHCO3溶液中的腐蚀速度随着NaHCO3质量分数的增大而增大,在试验结束后,对试样表面的腐蚀形貌进行了观察,并利用XRD分析出腐蚀产物主要为FeO(OH)和Fe3O4.     

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。     

浸泡时间对两种涂层电化学腐蚀行为的影响

目的研究浸泡时间对两种涂层电化学腐蚀行为的影响。方法在质量分数为3.5%的Na Cl溶液中通入饱和CO_2气体,采用电化学方法、SEM形貌检测方法测量两种涂层在该溶液中不同浸泡时间下的动电位扫描极化曲线和表面形貌,对比分析两种涂层的电化学特征和防蚀性能。结果随着涂层浸泡时间的延长,自腐蚀电位E_(corr)逐渐降低,而电流密度逐渐增大;在浸泡时间相同的情况下,涂层A的自腐蚀电位E_(corr)比涂层B高,而电流密度比涂层B低,说明涂层A的耐蚀性能明显优于涂层B。结论涂层短时间浸泡(≤72 h)时,电化学阻抗谱为吸氧过程的单容抗弧,长时间浸泡(≥120 h)时则为析氢过程的2个容抗弧,其耐蚀性下降。     

Microstructures and electrochemical behaviors of the friction stir welding dissimilar weld

By using optical microscope, the microstructures of 5083/6082 friction stir welding (FSW) weld and parent materials were analyzed. Meanwhile, at ambient temperature and in 0.2 mol/L NaHS0₃ and 0.6 mol/L NaCl solutionby gravimetric test, potentiodynamic polarization curve test, electrochemical impedance spectra (EIS) and scanning electron microscope (SEM) observation, the electrochemical behavior of 5083/6082 friction stir welding weld and parent materials were comparatively investigated by gravimetric test, potentiodynamic polarization curve test, electrochemical impedance spectra (EIS) and scanning electron microscope (SEM) observation. The results indicated that at given processing parameters, the anti-corrosion property of the dissimilar weld was superior to those of the 5083 and 6082 parent materials.     

合金钢螺栓海洋气候环境适应性研究

目的研究海洋气候环境对合金钢螺栓的影响。方法开展合金钢螺栓海南万宁试验站为期24个月的远海户外暴露试验,通过环境扫描电镜(ESEM)和自带的能谱仪(EDS)、拉伸和疲劳力学性能试验机、动电位极化(PC)研究合金钢螺栓力学性能、宏观形貌、微观形貌和腐蚀产物变化。结果户外暴露24个月后,合金钢螺栓破坏剪力下降了3.4%,破坏拉力下降了7.7%,疲劳寿命下降了41.3%。结论合金钢户外暴露24个月后发生全面腐蚀,腐蚀对螺栓破坏拉力及破坏剪力性能影响不大,对螺栓疲劳寿命下降影响较大。     

二氧化硅-聚苯胺-氧化石墨烯复合纳米材料改性水性涂层的制备及防腐蚀性能研究

目的将SiO2-PANI-GO三维复合物添加到水性醇酸涂层中,并对改性涂层防腐蚀性能进行研究。方法将纤维状的PANI和球状SiO2与片状的GO进行复合,通过扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)对复合物进行材料表征。将纳米复合物作为填料按照1%的质量比添加到水性涂层中,利用电化学阻抗(EIS)研究涂层改性后的防腐蚀性能。结果SEM图像表明,SiO2-PANI-GO复合物为表面复合了纤维状PANI和球状SiO2的片层状GO。FT-IR及XRD证明了SiO2-PANI-GO复合物的成功制备。EIS结果表明,添加了SiO2-PANI-GO三维复合物改性后,水性醇酸涂层的阻抗提高了2个数量级,其中以SiO2与PANI-GO比例为1:4时效果最好。结论水性醇酸涂层中添加SiO2-PANI-GO/WAV三维复合物,可以增加腐蚀介质侵蚀基底的路径,有效提高涂层的防腐性能。     

7050-T7451铝合金板材疲劳性能的厚度效应

目的 研究不同厚度的7050-T7451铝合金板材疲劳性能表现出的厚度效应。方法 试验件从3种厚度规格(75、150、203mm)板材的不同厚度位置取样,采用成组试验法进行3级应力–疲劳试验。分析试验数据,发现并总结材料疲劳性能随板材厚度及取样厚度位置变化的演化规律。结果 所有厚度规格板材的表面层材料的疲劳性能均为最优,且不同厚度规格板材表面层材料的疲劳性能差异较小。当板材的厚度较薄(75 mm)时,随着取样厚度位置变化,材料的疲劳性能差异较小;当板材的厚度较厚(150、203 mm)时,从表面层到中心层的材料疲劳性能呈非线性变化趋势,先变弱、后增强,疲劳寿命10⁵循环对应的最大应力降低幅度最大为21%左右。随着板材厚度的增加,疲劳性能最差的厚度层材料,疲劳寿命10⁵循环对应的最大应力降低了20%左右。结论 随着板材的厚度增加,7050-T7451铝合金板材疲劳性能的厚度效应变得越来越强,即疲劳性能在厚度方向的不均匀性越来越明显。工程师应在工程设计中考虑7050-T7451铝合金疲劳性能厚度效应对结构疲劳强度的影响。     

城市生活垃圾好氧堆肥中氨气变化及其影响

堆肥过程中氮素损失比较严重,而氨气挥发是氮损失的主要途径。利用城市生活垃圾进行好氧堆肥,研究其堆肥过程中氨气变化规律及其对堆肥性质的影响。结果表明:在堆肥期间,氨气含量先增加后减小,最后基本稳定在5 mg/kg左右;而全氮含量先降低后增加;硝态氮含量先降低后增加;铵态氮是先快速增加,后缓慢减小至稳定;pH值先下降后升高,最终稳定在中性范围内;w(C)/w(N)先增加后下降;有机质含量显著下降。     

不同破损程度下军用车辆镀锌钢板腐蚀行为研究

目的研究军用车辆不同破损程度下的镀锌板腐蚀行为。方法以3.5%Na Cl溶液为实验介质,利用开路电位、电化学阻抗谱及动电位极化曲线技术进行研究。结果镀锌钢板的开路电位比基板低约0.3 V,镀层腐蚀速度随着破损率的增加逐渐增大,基板的腐蚀速度最低。结论镀锌层的腐蚀对破损试样基体起重要的保护作用。