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Cu对低合金钢耐海水腐蚀的影响

2011-10-30曹国良李国明常万顺陈学群

材料工程 2011年9期

曹国良,李国明,陈 珊,常万顺,陈学群

(海军工程大学 理学院 化学与材料系,武汉430033)

Cu对低合金钢耐海水腐蚀的影响

曹国良,李国明,陈 珊,常万顺,陈学群

(海军工程大学 理学院 化学与材料系,武汉430033)

为研究Cu对低合金钢耐海水腐蚀性能的影响,选择含Cu低合金钢和碳钢各两种进行对比实验。利用室内间浸挂片、实海潮差区挂片和模拟闭塞腐蚀电池实验比较钢的耐全面腐蚀和点蚀能力;利用扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDAX)、电子探针(EPMA)和X射线衍射(XRD)分析钢中夹杂物和锈层的特征。结果表明:Cu的添加不仅可提高钢的耐全面腐蚀性能,而且还可提高钢的耐点蚀性能。在宏观阴极区,Cu的添加可促进α-FeOOH的形成,从而提高锈层对基体的保护能力。在酸化蚀坑内,Cu可形成难溶盐,对锈层中的孔洞和裂纹有修复作用,从而增强钢的耐点蚀能力。关键词:Cu;碳钢;海水腐蚀;锈层

在海洋环境中,腐蚀是船舶与海洋工程结构钢主要的破坏形式[1]。通常,人们通过合金化的办法来提高该类钢的耐海水腐蚀性能,如早期的耐海水腐蚀用钢中常添加 Ni,Cr,Cu,P,Mo等耐蚀合金元素[2]。大量研究发现,合金元素对钢耐蚀性能的影响主要表现在两个方面:一是提高钢基体自身抵御腐蚀的能力[3-5];二是促进保护性锈层的形成,从而减缓钢基体的腐蚀速率[6-9]。目前,Cu在促进耐候钢保护性锈层的形成方面得到广泛的认可[7,10,11],但它对低合金钢在海洋环境中表面锈层及耐蚀性能的影响的研究相对较少。需要指出的是,与大气腐蚀条件不同,在海洋环境下钢的表面可形成明显的宏观阳极和宏观阴极区,出现典型的坑孔腐蚀特征[2]。……

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