靜水壓對10CrNi3MoV鋼腐蝕行為的影響
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與表層海水相比,深層海水的物理化學性質存在很大的差異,金屬材料在深海中的腐蝕不僅受到溫度、鹽度、溶解氧、pH值和鈣鎂離子沉積等海水環境因素的影響,還承受很大的靜水壓力,其腐蝕行為與…
與表層海水相比,深層海水的物理化學性質存在很大的差異,金屬材料在深海中的腐蝕不僅受到溫度、鹽度、溶解氧、pH值和鈣鎂離子沉積等海水環境因素的影響,還承受很大的靜水壓力,其腐蝕行為與在表面海水中存在明顯的差異。
海洋裝備、潛艇等在實際服役中經常下潛、上浮,其腐蝕不僅受靜水壓力的影響,靜水壓力的交替變化對其腐蝕行為也會有明顯的影響,國內還未見靜水壓力交替變化對海洋裝備腐蝕影響的系統研究。本工作通過高壓釜裝置模擬深海不同靜水壓力及其交替變化情況,研究了高強度船體結構鋼10CrNi3MoV在3.5%NaCl溶液中的腐蝕行為。
實驗用材料為高強度船體結構鋼10CrNi3MoV,其化學成分(質量分數,%)為:C0.07~0.14,Si0.17~0.37,Mn0.30~0.60,Ni2.60~3.00,Cr0.90~1.20,Mo0.20~0.27,V0.040~0.10,S≤0.015,P≤0.020,Fe余量。
分別進行常壓(AP),2MPa靜水壓力,4MPa靜水壓力,2MPa靜水壓力-AP和4MPa靜水壓力-AP交替變化下的腐蝕電位測定和電化學阻抗譜測定。在3.5%NaCl溶液中分別進行不同靜水壓力下的靜態掛片實驗和不同靜水壓力-AP交替變化下的靜態掛片實驗。實驗溫度為室溫(10~20℃)。進行AP、2MPa靜水壓力和4MPa靜水壓力下的對比掛片實驗,實驗時間為30d。進行2MPa-AP和4MPa-AP靜水壓力交替變化下的對比掛片實驗,以24h為一個壓力交變周期,前12h為高壓(2或4MPa),后12h為常壓,共進行30個周期(實驗時間為30d)。實驗完畢后,收集試樣表面的腐蝕產物,經真空干燥后,采用PhilipsX'PerPro型X射線衍射儀進行物相分析。結果表明:
(1)隨著靜水壓力增大,溶液中溶解氧濃度降低,腐蝕產物中Fe2O3減少,腐蝕電位變負,從而使10CrNi3MoV鋼的腐蝕速率明顯減少。
(2)在交變靜水壓力條件下,由于壓力交變引起了腐蝕產物與金屬間的相互作用及銹層結構的變化而促進了金屬的腐蝕,且靜水壓力越大對腐蝕的促進作用越大。
(3)在4MPa至常壓靜水壓力交變下,10CrNi3MoV鋼的腐蝕速率約為常壓時的3.5倍。
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