稀土对超高强度结构钢耐腐蚀性能的影响规律及机理

发布时间：2017-09-25 05:22

  本文关键词：稀土对超高强度结构钢耐腐蚀性能的影响规律及机理

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【摘要】：低合金超高强度钢由于具有超高的比强度、优良的疲劳性能和良好的加工性能的特点，被广泛应用于船舶、海上作业平台和两栖装甲装备等领域。由于沿海岸的大气具有高温度、高湿度、高盐雾的综合特点，所以在海洋大气环境中服役的船舶、海上平台和装甲车很容易产生海洋大气腐蚀，降低装备的使用寿命。为了提高装备的耐海洋大气腐蚀性能及使用寿命，本文以国内某钢厂生产的非稀土和稀土低合金超高强度钢为实验材料，研究了低合金超高强度钢在海洋大气环境中的腐蚀行为和规律，分析了稀土对其耐蚀性能的影响机理，为充分发挥本地稀土资源优势，防止低合金超高强度钢的腐蚀提供了一定的理论指导。 采用室内周期浸润加速模拟腐蚀试验，研究了稀土及其加入量对低合金超高强度钢耐海洋大气环境腐蚀性能的影响规律及机理。通过金相显微镜和SEM观察了超高强度钢的组织和夹杂物的形貌，分析了稀土对组织和夹杂物的影响；通过数码相机观察了试样表面腐蚀产物的形貌，分析了稀土对腐蚀形貌的影响；采用失重法得到了腐蚀速率，分析了实验钢的腐蚀动力学规律；采用电化学工作站测试了带锈试样的动态电位极化曲线和电化学阻抗谱，分析了实验钢的电化学行为及规律。 研究结果表明：稀土在低合金超高强度钢中具有细化组织和变性夹杂物的作用，稀土添加量为0.008%和0.08%时，其板条马氏体的宽度与非稀土钢相比降低了11%和17%，改善了夹杂物的尺寸、形态，得到了稀土硫氧化物；非稀土和稀土实验钢在海洋大气环境中都发生均匀腐蚀，腐蚀产物主要为α-FeOOH、γ-FeOOH、Fe3O4、γ-Fe2O3和少量β-FeOOH；稀土提高了低合金超高强度钢腐蚀产物中保护性的α-FeOOH的含量，增强了锈层的致密性、连续性和附着性，使得自腐蚀电流密度降低，，稀土实验钢的腐蚀失重和腐蚀速率明显低于非稀土实验钢，耐海洋大气腐蚀性能显著提高。在本实验条件下，稀土含量为0.08%的低合金超高强度钢的耐腐蚀性能最好。
【关键词】：低合金超高强度钢 海洋大气腐蚀 稀土 周期浸润腐蚀试验
【学位授予单位】：内蒙古科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG172;TG142.41
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 引言8-10
• 1 文献综述10-26
• 1.1 超高强度钢简介10-15
• 1.1.1 超高强度钢的应用10
• 1.1.2 超高强度钢的发展状况10-11
• 1.1.3 超高强度钢的分类及研究现状11-14
• 1.1.4 超高强度钢的耐腐蚀性能研究14-15
• 1.2 钢铁材料的大气腐蚀概述15-19
• 1.2.1 大气腐蚀的机理15-16
• 1.2.2 大气腐蚀的主要影响因素16-17
• 1.2.3 大气腐蚀的研究方法17
• 1.2.4 大气腐蚀速度的评定方法17-19
• 1.3 稀土钢的研究和发展19-24
• 1.3.1 稀土元素简介19-20
• 1.3.2 稀土元素在钢中的存在形式20
• 1.3.3 稀土元素在钢中的作用20-23
• 1.3.4 稀土元素在钢中的应用23
• 1.3.5 稀土元素对钢的耐腐蚀性能研究进展23-24
• 1.4 课题研究意义24-26
• 2 研究内容及实验方法26-31
• 2.1 研究内容26
• 2.2 试样制备26-27
• 2.3 技术路线27
• 2.4 实验方法27-31
• 2.4.1 显微组织观察及硬度测试27-28
• 2.4.2 夹杂物观察及分析28
• 2.4.3 周期浸润腐蚀实验28-29
• 2.4.4 腐蚀动力学分析29
• 2.4.5 腐蚀产物断面形貌观察及分析29-30
• 2.4.6 电化学分析30-31
• 3 周期浸润腐蚀实验结果与分析31-44
• 3.1 显微组织分析及硬度测试31-33
• 3.2 夹杂物分析33-36
• 3.3 腐蚀产物的宏观形貌36-37
• 3.4 去除腐蚀产物后的微观形貌37-39
• 3.5 锈层断面形貌观察及分析39-40
• 3.6 腐蚀产物分析40-42
• 3.7 腐蚀动力学分析42-43
• 3.8 本章小结43-44
• 4 电化学实验结果与分析44-49
• 4.1 动态电位极化曲线分析44-45
• 4.2 电化学阻抗分析45-48
• 4.2.1 等效电路分析47
• 4.2.2 交流阻抗拟合分析47-48
• 4.3 本章小结48-49
• 结论49-50
• 参考文献50-56
• 在学研究成果56-57
• 致谢57

【参考文献】

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1 王笑天,谈育煦,丁秉钧,段文森;低碳马氏体型超高强度钢的强韧化热处理和组织性能的研究[J];金属材料与热加工工艺;1983年05期

2 霍文霞;计云萍;金自力;任慧平;;稀土对耐磨铸钢中夹杂物影响机理的研究[J];内蒙古科技大学学报;2011年04期

3 汪兵;刘清友;刘小明;毛新平;王向东;董瀚;;稀土(Ce/La)对碳素钢耐海洋性大气腐蚀影响的电化学研究[J];材料保护;2009年01期

4 杨东方,赵振业;AF1410与300M钢的腐蚀冲击疲劳行为[J];材料工程;2003年01期

5 刘建华,尚海波,陶斌武,李松梅;0Cr18Ni5和AF1410高强度钢的腐蚀行为研究[J];材料工程;2004年08期

6 李杰;李志;颜鸣皋;;高合金超高强度钢的发展[J];材料工程;2007年04期

7 谭卫东,郭洪全,宋军,欧阳辉;GC4超高强度钢在腐蚀介质中的低周疲劳性能试验研究[J];材料工程;1998年12期

8 江旭;柳伟;路民旭;;钢铁海洋大气腐蚀试验方法的研究进展[J];腐蚀科学与防护技术;2007年04期

9 王振尧,于国才,韩薇;我国自然环境大气腐蚀性调查[J];腐蚀与防护;2003年08期

10 陈惠玲;李晓娟;魏雨;;碳钢在含氯离子环境中腐蚀机理的研究[J];腐蚀与防护;2007年01期

本文编号：915590