合金元素调整对集装箱用钢耐海洋大气腐蚀性能的影响

论文摘要

近年来,耐候钢以其优良的耐腐蚀性能被广泛的应用在集装箱钢板的制造中,耐候钢的应用不仅延长了集装箱的使用寿命,对海洋运输业的发展也起到了积极的促进作用。耐候钢中需添加Ni、Cr、Cu等合金元素来提高其耐腐蚀性能,但是,有些合金元素资源稀缺,价格昂贵,在提高钢板耐腐蚀性能的同时,也增加了生产成本,进而影响我国国有耐候钢的市场占有率。本论文以降低集装箱用SPA-H钢板合金元素成本为目的,主要针对Ni、Cr、Cu合金元素含量调整的两种耐候钢耐海洋大气腐蚀性能以及相关的腐蚀机理进行探讨,并分析了合金元素调整的耐候钢表面热轧氧化皮对耐蚀性的影响。主要结论如下:（1）实验周期内,在Cu和Ni含量都降低的情况下,单独提高Cr的含量对耐候钢的耐腐蚀性能会产生不利影响。Cr的含量不变,同时降低Cu和Ni的含量对提高耐候钢初期耐腐蚀性能是有利的,但是腐蚀后期会引起严重的点蚀,不能从根本上提高耐候钢的耐腐蚀性能。（2）合金元素的添加在耐候钢中产生带状组织,进而在腐蚀初期对耐蚀性产生影响。（3）室内周期浸润腐蚀实验的结果与国内预测模型D= Atn吻合度较好,可用此模型对试验耐候钢的长期耐腐蚀性能进行初步预测。（4）由室内加速腐蚀实验和大气暴露腐蚀实验加速比预测可知,在SPA-H原成分基础上降Ni后的试验耐候钢耐海洋大气腐蚀性能仍能满足实际使用要求。（5）合金元素调整的耐候钢热轧氧化皮的存在对钢基体本身的腐蚀机理没有影响,只是提高了钢基体的稳定性,起到了物理屏障的作用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1.1 引言
• 1.2 耐候钢概况
• 1.2.1 耐候钢的概念及分类
• 1.2.2 耐候钢的发展历史
• 1.2.3 大气腐蚀的机理
• 1.2.4 耐候钢的耐蚀原理
• 1.3 耐候钢的研究现状
• 1.3.1 合金元素对耐候钢耐腐蚀性能的影响
• 1.3.2 锈层对耐候钢耐腐蚀性能的影响
• 1.3.3 耐候钢的腐蚀动力学研究
• 1.4 耐候钢的研究方法
• 1.4.1 耐候钢的试验方法
• 1.4.2 耐候钢的主要分析测试方法
• 1.5 本论文的研究思路及主要研究内容
• 第二章 实验室模拟加速腐蚀实验研究
• 2.1 引言
• 2.2 实验
• 2.2.1 实验材料
• 2.2.2 实验方法
• 2.3 实验结果与讨论
• 2.3.1 显微组织观察
• 2.3.2 周期浸润腐蚀实验分析
• 2.3.3 大气腐蚀模型的预测
• 2.3.4 室内加速腐蚀实验和大气暴露实验的加速比研究
• 2.4 本章小结
• 第三章 合金元素和锈层对耐候钢耐腐蚀性能的影响
• 3.1 引言
• 3.2 实验
• 3.2.1 电化学交流阻抗谱测试
• 3.2.2 锈层宏观形貌观察
• 3.2.3 锈层截面观察
• 3.2.4 锈层成分分析
• 3.3 实验结果及分析
• 3.3.1 电化学交流阻抗测量
• 3.3.2 锈层的宏观形貌观察
• 3.3.3 锈层截面观察
• 3.3.4 锈层成分分析
• 3.4 分析讨论
• 3.4.1 锈层对耐候钢耐腐蚀性能的影响
• 3.4.2 合金元素对耐候钢耐腐蚀性能的影响
• 3.5 本章小结
• 第四章 合金元素调整后的耐候钢热轧氧化皮对耐腐蚀性能的影响
• 4.1 引言
• 4.2 实验内容
• 4.2.1 热轧氧化皮表面及截面形貌观察
• 4.2.2 热轧氧化皮电化学性能测试
• 4.3 实验结果及分析
• 4.3.1 热轧氧化皮表面形貌观察
• 4.3.2 热轧氧化皮的截面形貌观察
• 4.3.3 耐候钢耐蚀性比较
• 4.3.4 热轧氧化皮对腐蚀机理的影响
• 4.4 本章小结
• 第五章 全文结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位论文期间已发表论文
• 致谢