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为了研究含水量对Q235碳钢在滨海盐土中腐蚀电极过程的影响,分别在10%、20%和34%含水土壤中,在±50mV极化及开路条件下对Q235碳钢的电化学阻抗谱进行了测量.实验结果表明:在低含水量(10%)时,Q235腐蚀的阴极过程主要受电荷转移电阻和结合层电阻控制,结合层对阳极过程的阻碍明显大于阴极过程;在中、高含水量(20%,34%)时,其阴极过程表现为明显的扩散控制特征,结合层主要影响阳极溶解过程,其对阴极反应的影响可以忽略不计.随含水量的增加,Q235的阳极反应电荷转移电阻逐渐降低;阴极扩散控制作用越来越明显.

关键词: 含水量 , 电化学阻抗谱 , 电极反应 , 扩散控制

含水量对Q235钢在大港土中初始腐蚀行为的影响

聂向晖 , 杜翠薇 , 李晓刚 , 沈庆红

腐蚀与防护

利用极化曲线和电化学阻抗谱(EIS)研究了Q235在不同含水量的大港土中的初始腐蚀行为.试验表明:在腐蚀的开始阶段,Q235在大港土中的腐蚀电位随土壤含水量的增加而降低,当含水量超过20%后,其腐蚀电位维持在一个较为稳定的数值,腐蚀电流密度Jcorr和电荷转移电阻Rt数值基本不变.在低含水量的大港土中,Q235的腐蚀过程主要受阳极控制,在高含水量的大港土中,其腐蚀过程主要受阴极反应中的扩散步骤控制.

关键词: 初期 , 含水量 , 极化曲线 , 电化学阻抗谱 , 腐蚀电位

土壤腐蚀加速试验的加速比与动力学相关性研究

聂向晖 , 李晓刚 , 李云龙 , 李记科 , 张鸿博

中国腐蚀与防护学报

对Q235碳钢在滨海盐土中的土壤腐蚀进行恒温恒含水量、温度交变和含水量交变三种土壤腐蚀加速试验。根据腐蚀加速试验及现场埋样试验的腐蚀失重结果，对不同加速条件下的加速比和动力学相关性进行分析与计算。结果表明：腐蚀加速试验的加速比随温度升高而增大；相同温度下， 10%含水时的加速比最大，10%~30%含水时的加速比次之， 20%和30%含水条件下的加速较小；相同温度下，低含水量腐蚀加速试验的动力学关联度较低，而中、高含水及交变含水时的动力学关联度较高；50℃时的关联度平均值高于70℃，在70℃、20%含水时可获得相对较大的加速比与动力学关联度。

关键词: 土壤腐蚀 , accelerative experiment , temperature , water content , acceleration ratio , correlation

Q235碳钢在滨海盐土中的腐蚀形貌、产物及机理分析

聂向晖 , 李云龙 , 李记科 , 张鸿博

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2010.08.007

对Q235碳钢在10%,20%和34%(水饱和)含水滨海盐土中一个月的腐蚀形貌进行宏观和微观形貌观察,计算不同含水条件下的腐蚀失重,并对腐蚀产物进行Raman光谱分析.结果表明:由于受扩散控制的影响,Q235碳钢在10%含水滨海盐土中的腐蚀失重最大,其形貌以局部腐蚀为主;含水量增加,腐蚀失重迅速下降,腐蚀形貌由局部腐蚀转变为均匀腐蚀.Q235碳钢在20%和34%含水滨海盐土中的腐蚀产物主要是α-FeOOH;受腐蚀产物表面脱水的影响,在10%含水条件下的腐蚀产物出现分层结构,内层主要成分是α-FeOOH,腐蚀产物中的Fe2O3和Fe3O4等多分布在α-FeOOH外.

关键词: 滨海盐土 , 扩散控制 , 腐蚀产物 , 腐蚀形貌

Q235在不同含水量滨海盐土中腐蚀的电化学阻抗谱分析

聂向晖 , 李晓刚 , 杜翠薇 , 沈庆红

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2009.06.004

利用电化学阻抗谱(EIS)研究了Q235在不同含水量滨海盐土中的腐蚀行为.结果表明:在质量分数为10%含水的滨海盐土中,Q235的腐蚀主要受阳极控制,而在20%,34%含水滨海盐土中,其主要受阴极反应中扩散步骤控制.在10%含水滨海盐土中,由于腐蚀面积和深度不断增加,常相位角元件Qdl导纳的模值Qdl-Y0随埋样时间延长而逐渐增加.在20%和34%含水滨海盐土中,Q235表面的氧浓度逐渐下降,Warburg阻抗的导纳在反应初期较大,随时间延长而逐渐减小,当反应进行到一定程度时,试样表面氧扩散速度和还原反应速度逐渐趋于平衡,表面氧浓度的下降速度逐渐减小,Warburg阻抗导纳的下降逐渐趋于缓慢.

关键词: 含水量 , 电化学阻抗谱 , 双电层电容 , Warburg阻抗

碳钢的土壤腐蚀模拟加速实验

聂向晖 , 李晓刚 , 李云龙 , 李记科 , 张鸿博

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2012.01.013

利用土壤腐蚀模拟加速实验箱,进行了Q235碳钢在滨海盐土中的恒温恒含水量、温度交变和含水量交变三种土壤腐蚀模拟加速实验.结果表明:10％(质量分数,下同)含水时,碳钢表面由局部腐蚀逐渐发展为不均匀的全面腐蚀,其余含水条件下,其主要表现为均匀腐蚀.Q235碳钢在70℃的腐蚀速率明显高于50℃,同一温度下,Q235碳钢在10％含水土壤中的腐蚀失重最大.在恒温恒含水量加速实验中,随时间增加其腐蚀电位逐渐升高,在含水量交变和温度交变实验中,腐蚀电位和氧化-还原电位随土壤含水量减小、温度降低而逐渐升高.

关键词: 土壤腐蚀 , 模拟加速实验 , 腐蚀形貌 , 腐蚀电位

腐蚀电化学测量中溶液电阻的补偿

聂向晖 , 杜翠薇 , 李晓刚

腐蚀与防护 doi:10.3969/j.issn.1005-748X.2007.12.001

从测量仪器、测量方法、测量范围区间以及测量结果的数值修正等几方面介绍了在腐蚀电化学测量中如何消除工作电极与鲁金毛细管间溶液电阻的影响,在实际测试过程中应该根据实际情况来选择合适的方法.在进行数值修正的时候要注意:不论是利用等距离法计算的结果还是利用EIS测量的结果,总是有一定的适用范围,特别是在强极化区,其溶液电阻由于溶液中离子运动速度的增加以及电极表面附近离子浓度的变化而减小.因而利用EIS结果及等距离法计算出的溶液电阻Rsol在相应的电位范围内是适用的,而不能将其推广到整个极化测量区间,否则将会引起较大的误差.

关键词: 溶液电阻 , 极化曲线 , 等距离法 , 电化学阻抗谱

热处理条件对X60钢高频焊管焊缝组织和性能的影响

王滢 , 聂向晖 , 荆松龙

机械工程材料

在试验室利用马弗炉模拟了X60钢高频焊接(HFW)焊缝的在线热处理,研究了正火温度对其组织与性能的影响.结果表明:未热处理的HFW焊缝组织为针状铁素体、多边形状铁素体、贝氏体和珠光体；随正火温度升高,贝氏体数量逐渐减少直至消失,焊缝、热影响区和母材的晶粒尺寸逐渐增大；随正火温度的升高,HFW焊缝的抗拉强度逐渐降低,冲击吸收功则先升后降,在920℃正火后,焊缝的抗拉强度为532 MPa,冲击吸收功最大,为139 J；920℃在线热处理后焊缝的晶粒尺寸与实验室模拟的相同正火温度下的晶粒尺寸相比略显粗大,但它们的抗拉强度和冲击韧性基本相当.

关键词: 高频焊接(HFW) , 焊缝 , 正火 , 晶粒度 , 力学性能

温度对Q235钢在大港模拟溶液中腐蚀行为的影响

聂向晖 , 杜翠薇 , 李晓刚

腐蚀与防护 doi:10.3969/j.issn.1005-748X.2008.04.001

主要利用极化曲线、线性极化和电化学阻抗谱(EIS)等电化学方法研究了Q235钢在不同温度下的大港模拟溶液中的腐蚀行为.试验表明:在20～50 ℃的范围内,其腐蚀电位比较接近阳极反应的平衡电位,其腐蚀过程受阴极反应氧的传输过程控制,随温度升高,Q235钢的腐蚀电位逐渐降低,腐蚀电流密度逐渐增大,线性极化电阻Rp以及电荷转移电阻Rt逐渐减小,在较高温下主要是通过促进阴极反应的传质过程增加了Q235钢的腐蚀速度.

关键词: 温度 , 极化曲线 , 电化学阻抗谱 , 腐蚀电位