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热带雨林地区碳钢和低合金钢的腐蚀规律
  
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西双版纳是中国热带森林面积最大的地区,属于热带北缘和南部亚热带地区。该地区没有污染,是中国最干净的地区之一。通过对该区域的材料进行腐蚀测试,可以了解材料的腐蚀情况,不仅填补了该区域腐蚀数据的空白,而且为该区域的开发和建设以及实施室内模拟加速腐蚀测试提供了依据。

1测试1.1测试材料和方法三种钢,其化学成分列于表1。样品尺寸为100mmX 3mm,样品的表面粗糙度为0.8Mm。测试方法856S1987金属和合金的室外大气腐蚀测试的一般规则测试周期为1年,2年和4年,并且已经获得了前两个循环的测试结果。

1.2实验环境西双版纳位于横断山脉的横断山脉南部。它受东部五粮山的西部山脉,西部的怒山山脉的山脊以及由澜沧江及其支流形成的宽谷盆地的控制。海拔m,跨度不大,但地形地貌极为复杂。有山脉,丘陵,盆地和河谷,它们受环流和地形的影响,形成了温暖,潮湿和平静风的独特气候。年平均气温2122.6℃,平均相对湿度为75%88%,日照时间为2,水量为mm,平均风速为0.51.2m4。根据全年的气候特点,可分为两个季节,即旱季和雨季。雨季是从五月中旬到十月下旬,其余月份则是旱季。旱季降水占全年总量的10-20%,雨季占全年总量的80%90%,降水日数从168至216天。

基金项目:国家自然科学基金(国家自然科学基金资助项目)当月最高温度,最低温度,最低温度,相对湿度,相对湿度,相对湿度,相对湿度和相对湿度(大于80%)。 %h降水,日照时间,平均h,但在干燥季节有雾。再暴露部分地补偿了降水的缺乏,并使大气保持在相对较高的相对湿度下。这是中国的热带和亚热带气候区,气候条件良好。 1.具体的气象条件见表2。2试验结果与讨论2.1大气暴露西双版纳的年平均气温高,相对湿度大,降雨充足,大气清洁,无污染。气象因素是影响材料腐蚀的主要因素,其中影响最大的是空气中的氧气和水。

氧气显着加速了局部区域的总阴极反应,氧气的持续供应导致去极化的继续进行,从而导致腐蚀的发展。

相对湿度对金属的大气腐蚀有很大影响。通常,临界相对湿度,即引起金属腐蚀速率突然升高的相对湿度(超过65个水膜,物体表面的厚度为0.001至0.010 m,金属显然是大气腐蚀的)。空气中的相对湿度越高,在金属表面的吸附越厚,水膜越厚,当水膜过厚时,氧气通过水膜到达金属表面的速度变慢,腐蚀仅当干湿交替或材料表面出现温差时,水膜才会上下蒸发和蒸发;在搅拌状态下,氧气易于到达金属表面,腐蚀速率西双版纳的年平均相对湿度在80%至90%之间,最大相对湿度为100%,但每天相对湿度不是80%,在上述高湿度状态下,处于干湿交替在17%和100%之间,因此该材料具有更快的腐蚀速率。

三种钢的腐蚀失重。在测试开始时(第1年),Q235和09CuPTiRe钢的腐蚀失重相似,而10C-NiCuP钢的腐蚀失重略低。由于清洁的气氛,材料的腐蚀更轻,锈层更薄并且具有均匀的点分布。 Q235钢的表面约有30%未被腐蚀,并且可见金属光泽。低合金钢的表面约为20%,可见金属光泽,基体上的防锈层的保护作用小,并且不表现出低合金钢的耐腐蚀性。随着测试时间的延长,第二年Q235钢表面仍无约5%的腐蚀,低合金钢表面被致密的锈层覆盖,具有更强的防护性对基材的影响比Q235钢高; 09CuPTiRe钢和10Ci.NiCuP钢的重量损失很小,显示出低合金钢的良好耐腐蚀性,这与向低合金钢中添加合金元素Cu,Cr,Ti,Ni和P密不可分。

铜的添加提高了钢承受大气腐蚀的能力。铜在基板和防锈层之间形成由CuO作为主要成分的阻挡层。它牢固地粘结在基材上,并阻止氧气渗透到基材中。它是提高耐大气腐蚀性的最有效合金元素之一,可能是锈层具有非晶态。当同时添加磷和铜时,显示出更好的复合效果。铬是具有钝化倾向的金属元素,其易于在钢表面形成致密的氧化膜并提高钢的钝化能力。同时添加铬和铜时,效果特别明显。可以验证10CiNiCuP钢和09CuPTiRe钢的腐蚀速率。前者的腐蚀速率明显低于后者。镍是一种比铁更稳定的元素,其钝化能力不及铬。通常,仅当镍含量大于3.5%时,它才被大气腐蚀所阻碍。同时将镍和其他合金元素添加到钢中以改善总防锈层。添加合金元素会在金属表面产生具有良好保护性能的防锈层。防锈层由粗糙的外层和致密的内层组成,具有良好的附着力。 50-100厚的非晶铁锈层的非晶金属层与金属表面相邻,这显着阻碍了OH等的传输,并减少了活性阳极的面积。耐腐蚀层,从而降低了131的腐蚀速率。2.2样品的腐蚀形态和腐蚀产物是Q235钢和09CuPTiRe钢的腐蚀形态。Q235钢的锈层疏松,颗粒粗糙且呈片状。 09CuPTiRe钢的防锈层致密,颗粒小且呈球形,并紧密附着在金属表面,表明添加合金元素会影响金属腐蚀后的防锈层结构和表面状态。从而影响材料的耐腐蚀性。

对Q235钢和09CuPTiRe钢的腐蚀产物进行的X射线衍射分析表明,腐蚀产物基本相同,主要为YFeOOH、Fe34、a-FeOOH,没有检测出其它腐蚀产物,说明西双版纳地区的大气较清洁,没有受到任何污染,材料的腐蚀属于潮湿的大气腐蚀。

3结论两年的大气暴露腐蚀试验结果表明,Q235钢的腐蚀相对较严重,10CiNiCuP钢和09CuPTiRe钢的腐蚀相对较轻。随试验时间的延长,后两者的腐蚀速度明显低于Q235钢,说明低合金钢在潮湿的大气条件下具有较好的耐腐蚀性。

X射线的分析结果表明,3种钢的腐蚀产物基本相同,主要是YFeOOH、Fe34、c<-FeOOH,没有检测出其它腐蚀产物,说明西双版纳地区的大气较清洁,材料的腐蚀属于潮湿的大气腐蚀。

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