模拟污染大气环境中钢的腐蚀行为研究

摘要

近些年来钢在大气环境中的腐蚀研究发展迅速。本文通过研究Q235钢和耐候钢在沈阳工业大气暴露实验和室内加速腐蚀实验中的腐蚀进程，分析这两种钢在不同大气环境中的耐腐蚀性。
　　以3.5％NaCl溶液为喷雾介质模拟海洋大气加速腐蚀，以0.01mol/L的NaHSO3溶液为喷雾介质模拟工业大气加速腐蚀，以3.5％NaCl，0.01mol/L的NaHSO3，0.01mol/L的NaHCO3，0.01mol/L的NaNO3溶液为喷雾介质模拟海洋工业大气加速腐蚀。
　　对比Q235钢在沈阳工业大气环境和室内模拟工业大气加速腐蚀实验中的腐蚀行为，发现Q235钢在这两组实验中的腐蚀失重曲线趋势相似，锈层的主要成分都是Fe2O3、α-FeOOH和γ-FeOOH，锈层基本无保护作用。说明室内加速实验对大气腐蚀有一定的加速作用和相关性。所以室内加速腐蚀实验可用于模拟分析钢的在大气环境中的腐蚀。
　　对比Q235钢和耐候钢在室内模拟海洋、工业和海洋工业加速腐蚀实验中的腐蚀行为，失重分析表明:在模拟海洋大气加速腐蚀实验中，这两种钢的腐蚀失重差距很小，耐候钢没有优势。在模拟工业大气和海洋工业大气加速腐蚀实验中，耐候钢的腐蚀失重比Q235小，耐候钢的耐腐蚀性优于Q235钢。在三种加速腐蚀实验中，通过X射线衍射(XRD)分析得到:这两种钢的主要腐蚀产物是α-FeOOH和γ-FeOOH，在模拟海洋大气的加速实验中钢锈层含β-FeOOH，在模拟工业大气的加速实验中钢锈层中含FeSO4。通过扫描电镜(SEM)观察发现:腐蚀初期锈层都是薄且疏松的，后期锈层较厚且致密，耐候钢锈层的致密性更好。能谱分析(EDS)表明:在模拟工业大气和海洋工业大气加速腐蚀实验中，耐候钢中的合金元素逐渐向锈层内部转移，起到保护基体的作用，所以耐候钢具有较好的耐腐蚀性。电化学分析表明:锈层能够抑制阳极金属的溶解，对钢有保护作用。因此，在模拟海洋大气的加速实验中，该耐候钢没有明显的耐腐蚀性，所以不适合用于海洋大气环境中，但是适用于工业大气环境和海洋工业大气环境中。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 材料大气腐蚀的研究概况

1．2 大气腐蚀类型

1．3 影响大气腐蚀的因素

1．3．1 金属自身因素

1．3．2 气相因素

1．3．3 大气污染因素

1．4 钢的腐蚀实验

1．4．1 大气暴露实验

1．4．2 室内加速腐蚀实验

1．5 腐蚀检测手段

1．5．1 重量变化分析

1．5．2 锈层成分分析

1．5．3 锈层形貌分析

1．5．4 电化学交流阻抗谱分析

1．5．5 极化曲线分析

1．5．6 其他电化学技术分析

1．6 本文的研究背景、意义及内容

第2章 实验方法

2．1 材料和试样制备

2．2 大气暴露实验

2．3 室内加速腐蚀实验

2．3．1 模拟海洋大气环境

2．3．2 模拟工业大气环境

2．3．3 模拟海洋工业大气环境

2．4 实验结果分析

2．4．1 腐蚀失重分析

2．4．2 锈层成分分析

2．4．3 锈层形貌分析

2．4．4 电化学分析

第3章 Q235钢在沈阳大气环境中的腐蚀行为研究

3．1 前言

3．2 实验结果分析

3．2．1 腐蚀失重分析

3．2．2 锈层成分分析

3．2．3 锈层形貌分析

3．3 本章小结

第4章 Q235钢和耐候钢在模拟海洋大气加速腐蚀实验中的腐蚀行为研究

4．1 前言

4．2 实验结果分析

4．2．1 腐蚀失重分析

4．2．2 锈层成分分析

4．2．3 锈层形貌分析

4．2．4 电化学阻抗谱分析

4．2．5 极化曲线分析

4．3 本章小结

第5章 Q235钢和耐候钢在模拟工业大气加速腐蚀实验中的腐蚀行为研究

5．1 前言

5．2 实验结果分析

5．2．1 失重曲线分析

5．2．2 锈层成分分析

5．2．3 锈层形貌分析

5．2．4 电化学阻抗谱分析

5．2．5 极化曲线分析

5．3 本章小结

第6章 Q235钢和耐候钢在模拟海洋工业大气加速腐蚀实验中的腐蚀行为研究

6．1 前言

6．2 实验结果分析

6．2．1 腐蚀失重分析

6．2．2 锈层成分分析

6．2．3 锈层形貌分析

6．2．4 电化学阻抗谱分析

6．2．5 极化曲线分析

6．3 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