稀土对低碳钢耐大气腐蚀性能影响的研究

论文摘要

稀土元素可以提高钢的耐大气腐蚀性能,但其中的作用机理尚不十分清楚,例如稀土对锈层形成过程、对锈层结构的影响及稀土在腐蚀产物中的最终存在形式等问题。为进一步研究稀土对钢耐大气腐蚀性能影响及探讨稀土提高钢耐大气腐蚀性机理,本文采用四种不同稀土含量的低碳钢,利用实验室加速腐蚀试验—周期浸泡试验和盐雾试验方法和电化学试验方法,观察和分析了不同加速腐蚀试验时间试验钢的锈层形貌、锈层构成、锈层致密性、腐蚀后稀土的存在方式和计算了不同加速腐蚀试验时间试验钢的腐蚀率,并测量和计算了未经加速腐蚀试验的试验钢的腐蚀率。 研究结果表明:①在模拟Cl-环境中,稀土对低碳钢的耐蚀性能影响不显著;仅高稀土含量低碳钢（0.12%RE）的耐蚀性一直好于不含稀土低碳钢（0.0%RE）。四种试验钢锈层非常疏松、粘附性小、保护性很小。②在模拟工业大气环境中,稀土能明显地提高低碳钢的耐大气腐蚀性能。经288小时周期浸泡试验后,高稀土含量低碳钢（0.12%RE）腐蚀率比无稀土低碳钢（0.0%RE）腐蚀率降低32%。③在模拟工业大气环境中,稀土促进γ-FeOOH/γ-Fe2O3向稳定的保护性α-FeOOH转变,从而提高了锈层的粘附性及致密性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 前言
• 1.1 研究背景
• 1.2 钢铁的大气腐蚀机理
• 1.2.1 钢铁大气腐蚀及分类
• 1.2.2 钢铁大气腐蚀的影响因素
• 1.2.3 钢铁大气腐蚀的过程
• 1.2.4 腐蚀产物的形成过程、形成条件及组成
• 1.3 耐候钢耐蚀机理的研究进展
• 1.3.1 耐候钢
• 1.3.2 耐候钢锈层结构、组成及形成过程
• 1.3.3 合金元素的作用
• 1.4 稀土对钢铁耐腐蚀性能的影响
• 1.4.1 稀土的性质
• 1.4.2 稀土在钢中的作用
• 1.4.3 稀土对钢铁耐腐蚀性能的影响
• 1.5 实验研究方法
• 1.5.1 大气暴晒腐蚀实验
• 1.5.2 实验室加速腐蚀实验
• 1.6 本文的主要研究内容
• 第二章 试验材料及试验方法
• 2.1 试验材料
• 2.1.1 试验钢化学成分
• 2.1.2 试验钢制备工艺
• 2.2 试验方法
• 2.2.1 试验钢显微组织分析
• 2.2.2 试验钢中夹杂物分析
• 2.2.3 实验室加速腐蚀试验
• 2.2.4 腐蚀失重分析
• 2.2.5 锈层分析
• 2.2.6 电化学试验
• 2.2.6.1 试验钢腐蚀速度测定
• 2.2.6.2 腐蚀电位的测定
• 2.2.6.3 交流阻抗谱的测定
• 2.2.7 腐蚀后夹杂物分析
• 2.2.8 试验溶液分析
• 第三章 试验结果及分析
• 3.1 试验钢显微组织分析
• 3.2 试验钢中夹杂物分析
• 3.2.1 夹杂物评级
• 3.2.2 夹杂物形貌及成分分析
• 3.3 腐蚀失重分析
• 3.3.1 周期浸泡试验腐蚀失重分析
• 3.3.2 盐雾试验腐蚀失重分析
• 3.4 锈层形貌观察
• 3.4.1 表面锈层宏观形貌
• 3.4.2 表面锈层微观形貌
• 3.4.3 锈层截面形貌
• 3.5 锈层中稀土分析
• 3.6 锈层相组成
• 3.6.1 周期浸泡试验制备锈层相组成
• 3.6.2 盐雾试验制备锈层相组成
• 3.7 电化学试验结果与分析
• 3.7.1 腐蚀率的测量结果与分析
• 3.7.2 腐蚀电位的测量结果与分析
• 3.7.3 锈层交流阻抗测量结果与分析
• 第四章 讨论
• 4.1 稀土对钢基体耐蚀性能的影响
• 4.1.1 钢的点蚀
• 4.1.2 试验钢中夹杂物对腐蚀性能的影响
• 4.1.3 稀土对钢基体耐蚀性能的影响
• 4.2 稀土对试验钢锈层形成过程和致密性的影响
• 4.2.1 腐蚀机理
• 4.2.2 试验溶液中稀土分析
• 4.2.3 稀土对锈层致密性的影响
• 4.3 小结
• 第五章 全文主要结论
• 参考文献
• 致谢