模拟大气气溶胶对Q345钢腐蚀影响的研究

摘要

随着现代化建设进程的不断加快，钢作为基础的结构材料在交通、建筑、航天及海洋资源开发等领域都有着重要的应用，且需求量很大，因此钢暴露在大气环境下的腐蚀问题也备受关注。大气环境污染日益严重，频发的雾霾对钢结构件造成了损害与破坏，雾霾的形成与气溶胶态污染物有着密切的关系，因而钢在大气气溶胶环境下的腐蚀过程及行为引发了人们的高度重视。为了研究大气气溶胶环境对Q345钢腐蚀行为的影响，采取了室内加速模拟腐蚀试验来进行研究，并利用腐蚀失重分析、X-射线衍射分析（XRD）、扫描电镜（SEM）测试及电化学分析等方法对腐蚀动力学、锈层成分、形貌及锈层的电化学稳定性进行分析研究。
　　本研究利用NaCl+HCl作为腐蚀介质，模拟酸性海洋气溶胶环境对Q345钢的腐蚀。以 NaCl+NaHSO3为腐蚀介质，模拟海洋工业气溶胶环境对Q345钢的腐蚀。以(NH4)2SO4作为腐蚀介质，模拟铵盐气溶胶环境对钢的腐蚀。腐蚀失重拟合结果表明在酸性海洋气溶胶环境和铵盐气溶胶环境下，锈层不具有保护性；在海洋工业气溶胶环境下，锈层基本不具有保护性。腐蚀产物成分的XRD分析表明：在实验初期，钢表面的腐蚀产物成分中含有还原性物质γ-FeOOH和β-FeOOH，这些物质的存在不利于锈层的保护性。随着试验时间的增加，在试验后期，腐蚀产物中有α-FeOOH出现，该物质的存在有利于对锈层的保护。锈层形貌的SEM结果表明：在实验初始阶段锈层较薄且疏松，腐蚀后期锈层结构变得致密，锈层的保护性能变强，对腐蚀介质和O2入侵锈层/基体界面有了一定的抑制作用。电化学测试结果表明：在模拟酸性海洋气溶胶环境和铵盐气溶胶环境对钢的加速腐蚀试验中，随着腐蚀的进行，锈层保护性能的变化趋势为先减弱，后增强。在模拟海洋工业大气气溶胶环境下，锈层对钢基体的溶解有了一定的抑制作用，锈层的保护性能的变化趋势为先增强，然后减弱，最后再增强。腐蚀后期，三种气溶胶环境下锈层的保护性能均增强，表明锈层中有电化学稳定性物质生成。

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第1章 绪论

1.1大气腐蚀研究概况

1.2大气腐蚀的影响因素

1.3大气气溶胶概述

1.4气溶胶的腐蚀机理

1.5钢的大气腐蚀试验研究方法

1.6大气腐蚀检测手段及技术

1.7本文的研究背景、意义及内容

第2章 试验方法

2.1材料和试样制备

2.2室内加速腐蚀试验

2.3实验结果分析

第3章 Q345钢在模拟酸性海洋气溶胶环境下的大气腐蚀行为

3.1前言

3.2实验结果与讨论

3.3本章小结

第4章 Q345钢在模拟海洋工业气溶胶环境下的大气腐蚀行为

4.1前言

4.2实验结果与讨论

4.3本章小结

第5章 Q345钢在模拟铵盐气溶胶环境下的大气腐蚀行为

5.1前言

5.2实验结果与讨论

5.3本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果

致谢