Si元素对690MPa级桥梁钢耐蚀性作用机理及大气腐蚀行为研究
发布时间：2022-04-28 21:32
本文通过周浸试验、电化学方法并结合锈层形貌观察和物相分析,研究了Si元素在含Cl-大气中对690MPa级桥梁钢耐蚀性的作用机理,并对优化Si添加量下的690MPa级工业试制桥梁钢（简称Q690钢）研究了在模拟海洋及田园大气环境下的长期腐蚀动力学行为及锈层演变机理,以期为690MPa级高强桥梁钢的研发及其在实际服役环境下的应用提供数据积累和理论支持。主要研究进展及结果如下:（1）在含Cl-大气环境下,Si元素对690MPa级桥梁试验钢耐蚀性的影响取决于Si含量和腐蚀时间。Si添加提高钢的耐蚀性是由于在锈层中形成的具有三维网状结构的非晶态SiO2不仅可以加速α-FeOOH的形成并细化其晶粒尺寸,降低锈层的阴离子选择性,同时促进内锈层中Cu和Cr的富集。然而,长时间腐蚀后（>192h）,对于高Si含量（0.32Si和0.40Si）试验钢,锈层中由于SiO2中三个桥氧键断裂而形成的不稳定的Si-O化合物使锈层变得疏松多孔,钢的耐蚀性变差。在本研究范围内优化的Si添加量为0.21%左右。（2）在模拟海洋大气中,Q690钢腐蚀过程分为加速和减速两个阶段,两个的阶段转变时间约为96h,锈层主要...
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 文献综述
1.1 高强度桥梁钢的发展概述
1.1.1 国外桥梁钢的发展概述
1.1.2 国内桥梁钢的发展概述
1.2 大气腐蚀机理及研究方法
1.2.1 大气腐蚀机理
1.2.2 大气腐蚀研究方法
1.2.3 大气腐蚀锈层表征方法
1.3 桥梁钢大气腐蚀行为的研究现状
1.3.1 桥梁钢在海洋大气腐蚀行为研究现状
1.3.2 桥梁钢在田园大气腐蚀行为研究现状
1.4 合金元素对于钢耐大气腐蚀性能的影响
1.5 本论文研究内容及意义
第2章 Si元素在含Cl-大气环境下对690MPa级桥梁钢耐蚀性作用机理
2.1 前言
2.2 试验方法及材料
2.2.1 试验材料
2.2.2 干、湿交替周浸腐蚀试验
2.2.3 腐蚀产物形貌观察及元素分析
2.2.4 腐蚀产物物相结构及离子选择性分析
2.2.5 电化学阻抗谱及线性极化测量
2.3 试验结果
2.3.1 不同Si含量Q690高强桥梁钢平均腐蚀速率
2.3.2 不同Si含量Q690高强桥梁钢腐蚀宏观形貌观察
2.3.3 不同Si含量Q690高强桥梁钢锈层截面形貌及元素分布
2.3.4 不同Si含量Q690高强桥梁钢锈层成分及物相分析
2.3.5 不同Si含量Q690钢腐蚀不同时间后锈层离子选择性分析
2.3.6 不同Si含量Q690钢腐蚀不同时间电化学行为分析
2.4 讨论
2.4.1 Si含量对690MPa级桥梁钢腐蚀动力学影响
2.4.2 Si对690MPa桥梁钢在海洋大气环境中的耐腐蚀性中的双重作用
2.5 本章小结
第3章 模拟海洋大气环境中Q690钢腐蚀行为
3.1 前言
3.2 试验材料及方法
3.2.1 试验材料
3.2.2 干、湿交替周浸腐蚀试验
3.2.3 腐蚀产物表征
3.3 试验结果
3.3.1 海洋大气下Q690钢平均腐蚀速率
3.3.2 海洋大气下Q690钢腐蚀产物宏观形貌观察
3.3.3 海洋大气中Q690钢锈层截面形貌观察
3.3.4 海洋大气中Q690钢腐蚀产物物相演变
3.3.5 海洋大气中Q690钢电化学行为分析
3.4 讨论
3.4.1 Q690钢及两种对比钢在海洋大气中腐蚀动力学差异
3.4.2 Q690钢在Cl-环境中的耐蚀机理
3.5 本章小结
第4章 模拟田园大气环境中Q690钢腐蚀行为
4.1 前言
4.2 试验材料及试验方法
4.2.1 试验材料
4.2.2 试验方法
4.3 实验结果
4.3.1 田园大气中Q690钢平均腐蚀速率
4.3.2 田园大气下Q690钢腐蚀产物宏观形貌观察
4.3.3 田园大气中Q690钢锈层截面形貌及元素分布
4.3.4 田园大气中Q690钢腐蚀产物物相演变
4.3.5 田园大气中Q690钢电化学行为分析
4.4 讨论
4.4.1 Q690钢在田园大气中腐蚀动力学行为
4.4.2 Q690钢在海洋及田园大气中腐蚀机理差异探讨
4.5 本章小结
第5章 全文结论与展望
5.1 本文主要结论
5.2 展望
致谢
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间发表的论文
附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目
本文编号：3649573
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
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摘要
Abstract
第1章 文献综述
1.1 高强度桥梁钢的发展概述
1.1.1 国外桥梁钢的发展概述
1.1.2 国内桥梁钢的发展概述
1.2 大气腐蚀机理及研究方法
1.2.1 大气腐蚀机理
1.2.2 大气腐蚀研究方法
1.2.3 大气腐蚀锈层表征方法
1.3 桥梁钢大气腐蚀行为的研究现状
1.3.1 桥梁钢在海洋大气腐蚀行为研究现状
1.3.2 桥梁钢在田园大气腐蚀行为研究现状
1.4 合金元素对于钢耐大气腐蚀性能的影响
1.5 本论文研究内容及意义
第2章 Si元素在含Cl-大气环境下对690MPa级桥梁钢耐蚀性作用机理
2.1 前言
2.2 试验方法及材料
2.2.1 试验材料
2.2.2 干、湿交替周浸腐蚀试验
2.2.3 腐蚀产物形貌观察及元素分析
2.2.4 腐蚀产物物相结构及离子选择性分析
2.2.5 电化学阻抗谱及线性极化测量
2.3 试验结果
2.3.1 不同Si含量Q690高强桥梁钢平均腐蚀速率
2.3.2 不同Si含量Q690高强桥梁钢腐蚀宏观形貌观察
2.3.3 不同Si含量Q690高强桥梁钢锈层截面形貌及元素分布
2.3.4 不同Si含量Q690高强桥梁钢锈层成分及物相分析
2.3.5 不同Si含量Q690钢腐蚀不同时间后锈层离子选择性分析
2.3.6 不同Si含量Q690钢腐蚀不同时间电化学行为分析
2.4 讨论
2.4.1 Si含量对690MPa级桥梁钢腐蚀动力学影响
2.4.2 Si对690MPa桥梁钢在海洋大气环境中的耐腐蚀性中的双重作用
2.5 本章小结
第3章 模拟海洋大气环境中Q690钢腐蚀行为
3.1 前言
3.2 试验材料及方法
3.2.1 试验材料
3.2.2 干、湿交替周浸腐蚀试验
3.2.3 腐蚀产物表征
3.3 试验结果
3.3.1 海洋大气下Q690钢平均腐蚀速率
3.3.2 海洋大气下Q690钢腐蚀产物宏观形貌观察
3.3.3 海洋大气中Q690钢锈层截面形貌观察
3.3.4 海洋大气中Q690钢腐蚀产物物相演变
3.3.5 海洋大气中Q690钢电化学行为分析
3.4 讨论
3.4.1 Q690钢及两种对比钢在海洋大气中腐蚀动力学差异
3.4.2 Q690钢在Cl-环境中的耐蚀机理
3.5 本章小结
第4章 模拟田园大气环境中Q690钢腐蚀行为
4.1 前言
4.2 试验材料及试验方法
4.2.1 试验材料
4.2.2 试验方法
4.3 实验结果
4.3.1 田园大气中Q690钢平均腐蚀速率
4.3.2 田园大气下Q690钢腐蚀产物宏观形貌观察
4.3.3 田园大气中Q690钢锈层截面形貌及元素分布
4.3.4 田园大气中Q690钢腐蚀产物物相演变
4.3.5 田园大气中Q690钢电化学行为分析
4.4 讨论
4.4.1 Q690钢在田园大气中腐蚀动力学行为
4.4.2 Q690钢在海洋及田园大气中腐蚀机理差异探讨
4.5 本章小结
第5章 全文结论与展望
5.1 本文主要结论
5.2 展望
致谢
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间发表的论文
附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目
本文编号：3649573
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