含铬耐候钢在模拟海洋大气环境中的腐蚀行为
发布时间:2017-10-19 06:34
作者:互联网
来源:
75
海洋大气环境中,海风携带大量海盐粒子沉积在
钢表面,高浓度的Cl-和高湿度导致
钢铁材料
腐蚀非常严重,海洋大气环境中
腐蚀率约为工业大气中的两倍。
耐候钢在海洋环境中耐蚀性变得较差,其表面难以生成致密的内锈层,起不到保护作用,因此使用寿命短。从长远来看,开发能裸露使用的
低合金高耐蚀性耐候钢增加的
生产成本远不及涂层的维护成本,节约资源,是目前耐候钢发展的一个方向。本
工作以
20MnSi为对比钢,设计了3种不同Cr含量的
低碳钢1Cr-0.5Al-0.3Mo,5Cr-0.4Ni-0.3Cu和10Cr-0.3Ni,研究了其在
模拟海洋大气中的腐蚀
行为,分析了Cr对3种钢耐蚀性的影响,为海洋大气中新型耐候钢的开发提供参考。实验钢成分列于表1。由于单独加入Cr可能导致局部腐蚀,1Cr-0.5Al-0.3Mo钢中加入了一定量的Al和Mo,5Cr-0.4Ni-0.3Cu钢中加入适量Ni和Cu。5Cr-0.4Ni-0.3Cu和10Cr-0.3Ni实验钢用来考察更多Cr含量条件下的耐Cl-腐蚀
机制。3种
钢材采用25kg真空
感应炉熔炼,
钢锭脱模后改锻成直径16mm的圆棒。然后进行
热处理,加
热至950℃保温2h后炉冷至400℃,出炉空冷。表1 实验用钢的化学成分(质量分数 %)
钢种 | C | Si | Mn | P | S | Cr | Al | Ni | Cu | Mo | Fe |
1R | 0.109 | 0.404 | 0.533 | 0.0064 | 0.0045 | 1.011 | 0.513 | 0.019 | 0.37 | 0.3365 | 余量 |
2R | 0.101 | 0.177 | 0.666 | 0.0057 | 0.0040 | 5.312 | <0.01 | 0.396 | 0.337 | <0.005 | 余量 |
3R | 0.095 | 0.330 | 1.240 | 0.0080 | 0.0070 | 10.780 | <0.01 | 0.340 | <0.01 | <0.005 | 余量 |
20MnSi | 0.240 | 0.400 | 1.330 | 0.032 | 0.026 | 0.019 | - | 0.012 | 0.021 | - | 余量 |
注:1R——1Cr-0.5Al-0.3Mo;2R——5Cr-0.4Ni-0.3Cu;3R——10Cr-0.3Ni |
按照YB/T4367-2014
标准进行周期浸润腐蚀实验。采用失重法对比各钢种的耐蚀性,并结合扫描电镜及其附带的能谱仪分析横截面锈层形貌和
合金元素分布。从周浸72h后的试样表面刮取锈层粉末,采用X射线衍射仪对其进行物相分析。通过72h的周浸实验选出耐蚀性能较好的钢种,对其进行更长时间的周浸实验,研究其腐蚀率随时间的变化规律。周浸实验周期依次为24、48、72、120、168和216h。结果表明:(1)实验钢的腐蚀速率随Cr含量增加而降低,1Cr和5Cr钢锈层为双层结构,内锈层为富
铬层与贫铬层交替带状结构,10Cr钢表面出现
钝化现象。(2)随着腐蚀时间延长,5Cr钢腐蚀率先增加后趋平稳,10Cr钢腐蚀率一直稳定在较低
水平,20MnSi钢腐蚀率降低。(3)Cr可提高基体自腐蚀电位和
电荷传递
电阻,同时增大锈层电阻。(心远)
备注:数据仅供参考,不作为投资依据。