耐候钢在海洋大气中的的腐蚀.doc

摘录 通过对暴露在海洋气候中耐候钢青岛市的海岸海洋大气暴露60mm×100mm×4mm）和低碳钢试片（60mm×100mm×3mm）放置在青岛市的海岸，向南45°，在此海洋环境中放置四年。钢的成分表1给出，和主要的气象资料和大气污染数据表2给出。化学成分（重量%）在中国的青岛市海岸暴露试验钢 C S P Mn Si Cr Cu Mo 其他 耐候钢 0.04 0.002 0.05 0.50 0.43 1.53 0.30 0.40 0.40 碳素钢 0.20 0.007 0.001 0.01 0.40 --- 0.15 --- --- 表二 青岛地区的气象资料和大气污染数据（1994–1999）T (?C) RH (%) 降雨量（mm/annual）?2/day) 二氧化硫(mg/dm?2/day) 雨水中氯离子含量 (mg/m?3) 雨水中SO4 (mgm?3) 18.8 75.8 775.9 0.250 0.3763 6021 8743 T是温度，R H是相对湿度。 2-2对锈层的分析 这两种类型的钢材试片表面经砂纸和钻石膏抛光后用环氧树脂固定。外锈层很容易被除去，而内锈层与金属结合比较紧，需使用刀片仔细的刮下来。将刮下的物质在玛瑙研钵研成细粉。用equinox55拉曼光谱和飞利浦APD 1700 X射线分析仪粉末样品mef4m徕卡显微镜使用乔尔733电子探针分析仪使用图1所示的设备测量两侧膜电极电位图一：所合成的离子交换性能评价防锈膜设备d=W/（ρ×A）ρ是钢的密度，等于0.783，A是样品的表面积。图二表明，在腐蚀测试的第一年，耐候钢在降低大气中的腐蚀速率不过，随着时间的继续， 表二：耐候钢与普通钢的厚度减少量随腐蚀时间的变化图 表三：耐候钢与普通钢的 logd 随logt的变化图，其中，其中t是腐蚀时间，A和B是常数。从上图可看出，腐蚀过程分为两个步骤（如图3所示）。在第一步骤中，腐蚀速率可以由方程描述：y = 1.660 + 0.298xY = 1.660 + 0.298然而，在第二步，钢，b值小于0.5，说明锈层越来越紧凑，电化学反应是由元素和电子的扩散控制。利用光学显微镜，偏振光观察暴露4年的碳钢锈层的气孔和裂纹形态分布（图4）。暴露1年耐候钢锈层气孔和裂纹形态分布 对碳钢在海洋大气环境中暴露4年的锈层的形貌）利用偏振光的光学显微照片（b）光学活性的裂缝和孔隙。 图5 3-3 合金元素的分布凯瑟等人[ 9 ]，斯托克等人【10】，和科恩等人[ 11 ]研究了合金元素致密锈层形成的时期的分布。（1）铜的存在阻碍生锈的增长和抑制钢的表面氧的供应（2）铜的电导率降低锈；（3）Cu析出物覆盖钢表面；（4）铜锈结晶初始阶段钢锈层的形成和溶解；（5）磷的影响尚不明确，H2PO4加速Fe3+氧化Fe2+，进一步阻止了腐蚀产物的生成。最近，kihira等人[12]研究在郊区大气暴露19年溪山下等人，一个磷酸盐组成薄的中间层存在，能我们的研究结果表明，Cu和P集中在许因为他们在耐候钢溪山下等人[2]报道，Cr能取代FeOOH形成FexCr1?xOOH。众所周知，C可溶解到铁形成，而铬氧化物。Cr在生锈的溶解度不同当耐候转变成氧化物，Cr被重新分配。一些铬取代氧化物的铁铁形成FexCr1?xOOH，3-4 铁锈的组成成分低碳钢上暴露4年主要由-FeOOH、β-FeOOH和Fe3O4（图7）。拉曼光谱的分析显示（图8）耐候钢锈层的组成羟基氧化铁。此外，由于Cr集中在层，致密锈层。图7 图8 3-5离子交换性能当合成防锈膜用两种不同浓度的NaCl溶液分，两种[ 13,14 ]之间电化学电位差公式（）描述。 （2） 其中，α+和α-指的是Na+与Cl-各自的活度，T+和T-代表Na+与Cl-离子各自的迁移数,在稀溶液中公式可进一步简化为: (3) 其中,Cs1与Cs2指的是溶液1与溶液2各自的浓度。 图9 3-6电化学阻抗谱在低频浓差极化和元素电极；图10 图11 在上述的等效电路中，在上述的等效电路，阻抗在高频率表示如下 （5） 其中，a=WC1R2,令上述方程的实数部分为X，虚数部分为Y。当w接近于0，电化学阻抗谱与z相交的趋势（zre等于1and R2的总和）作为ω越来越无穷大，电化学阻抗谱也趋势（Zre=R1)。也就是说，通过测定电化学阻抗图谱，我们可以从该图谱外推出锈层的电阻。 在较低的频率， Warburg的阻抗的影响将逐渐明显，加性效应的结果在一个尾部的电化学阻抗谱（EIS）结束，通过回归分析确定钢整个电化学腐蚀是由扩散过程控制。因为在中间区域