含Ti低碳钢耐海水腐蚀性能研究

摘要

钢材由于价格便宜，强度高，韧性大是海洋环境中应用最广泛的建筑材料，海洋用钢的耐蚀性也是评价该钢种的一项重要指标，但人们对海水腐蚀的研究远远落后于大气腐蚀的研究，目前对于海水腐蚀机理还不清楚。Ti具有良好的耐蚀性，但Ti在钢中对碳钢的海水腐蚀性有何影响还没有做过深入地研究，本课题通过改变碳钢中钛的质量分数来研究Ti对海水腐蚀的影响。
　　本实验冶炼三炉钢与工业用钢做对比，用均匀全浸实验、极化曲线、交流阻抗谱检测实验钢的耐海水腐蚀性能;用电子探针观察锈层截面和锈层中元素富集程度;运用XRD分析锈层腐蚀产物的物相组成，探讨Ti元素对耐蚀性的影响和碳钢的腐蚀机理。通过实验结论如下:
　　(1)均匀全浸实验结果表明:几种实验钢的耐蚀能力为1#＞2#＞3#＞EH36。
　　(2)通过XRD进行物相分析表明:几种实验钢的腐蚀产物为α-FeOOH、FeOOH、γ-FeOOH、Fe3O4、Fe2O3，用半定量分析方法得出1#钢中α-FeOOH含量多于其他几种实验钢，EH36中的α-FeOOH含量最少，α-FeOOH对保护钢的基体有利。
　　(3)电化学实验结果表明:几种实验钢在腐蚀15d、30d、45d、60d的自腐蚀电压关系是1#＞2#＞3#＞EH36;随着碳钢腐蚀时间延长，自腐蚀电压升高;交流阻抗结果表明:随腐蚀时间增加锈层电阻值增大，电荷通过锈层的阻力增大。
　　(4)电子探针实验结果表明:Si、Ni、Ti在锈层中都有不同程度的富集，Si在外锈层富集程度要大于内锈层的富集;Ti在锈层中分布均匀。1#、2#、3#钢中有TiN的夹杂物。
　　(5)随着pH值的上升，碳钢的腐蚀电位有显著地提高。
　　(6)碳钢在NaCl浓度为0％～2％时，质量损失增加，在2％～3％NaCl溶液里，质量损失降低。

目录

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摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 海洋腐蚀环境

1．3 海洋腐蚀的影响因素

1．3．1 含盐量的影响

1．3．2 氧质量分数的影响

1．3．3 pH值的影响

1．3．4 电导率的影响

1．3．5 温度的影响

1．3．6 夹杂物的影响

1．3．7 海水流速的影响

1．3．8 生物性因素的影响

1．4 腐蚀的类型

1．4．1 均匀腐蚀

1．4．2 点蚀

1．4．3 缝隙腐蚀

1．4．4 电偶腐蚀

1．4．5 空泡腐蚀

1．4．6 腐蚀疲劳

1．5 耐海水钢的开发与发展

1．5．1 国内耐海水腐蚀钢的研究

1．5．2 国外耐海水腐蚀钢

1．6 本课题的背景和意义

第2章 文献综述

2．1 海洋环境中碳钢的腐蚀

2．2 钢在海水中的锈层成分

2．3 合金元素对海洋用钢耐蚀性的影响

2．3．1 海洋大气区

2．3．2 飞溅带

2．3．3 潮差带

2．3．3 全浸带

2．4 耐海水腐蚀钢的防护措施

2．5 文献评价

第3章 实验方案

3．1 试样制备

3．1．1 实验钢的制备

3．1．2 电化学试样制备

3．1．3 均匀腐蚀全浸质量损失实验试样制备

3．2 试验方案

3．2．1 均匀腐蚀率全浸实验方法及腐蚀质量损失测定

3．2．2 对腐蚀产物进行物像测定

3．2．3 腐蚀后试样进行宏观观察

3．2．4 锈层截面的观察和成分测定

3．2．5 电化学实验测定

3．3 pH值对碳钢腐蚀的影响

3．4 不同氯离子浓度对碳钢腐蚀的影响

3．5 极化现象

3．6 交流阻抗及等效电路

第4章 实验结果与分析

4．1 均匀腐蚀全浸实验

4．1．1 实验钢种的年腐蚀率结果与分析

4．1．2 实验钢腐蚀60 d宏观形貌

4．1．3 实验钢锈层的物象分析

4．1．4 实验钢极化曲线的测定与分析

4．1．5 碳钢交流阻抗谱测定

4．1．6 实验钢的电子探针分析

4．2 pH值对海水腐蚀的腐蚀影响

4．3 不同NaCl浓度对碳钢腐蚀的影响

第5章 结论

参考文献

致谢

作者简介

论文包含图、表、公式及文献