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1低合金结构钢的腐蚀环境与腐蚀类型1

1.1 自然腐蚀环境1

1.1.1 大气腐蚀环境1

1.1.2 土壤腐蚀环境2

1.1.3 自然水腐蚀环境4

1.2 工业腐蚀环境6

1.2.1 石油工业腐蚀环境6

1.2.2 化学工业腐蚀环境7

1.2.3 核电工业腐蚀环境7

1.3 实验室模拟与加速腐蚀试验环境8

1.3.1 模拟气氛腐蚀试验8

1.3.2 模拟干湿交替腐蚀试验8

1.3.3 盐雾腐蚀试验9

1.3.4 模拟海水腐蚀试验10

1.3.5 模拟土壤腐蚀试验10

1.4 低合金结构钢的腐蚀类型12

1.4.1 全面腐蚀12

1.4.2 电偶腐蚀12

1.4.3 点蚀13

1.4.4 缝隙腐蚀14

1.4.5 应力腐蚀开裂和腐蚀疲劳15

1.5 小结18

2低合金结构钢的腐蚀试验与评价19

2.1 低合金结构钢均匀腐蚀试验与评价19

2.1.1 试样与试验溶液19

2.1.2 试验过程基本要求20

2.1.3 试验评价20

2.2 低合金结构钢宏观电化学腐蚀试验与评价21

2.2.1 试验原理21

2.2.2 试验过程基本要求24

2.2.3 试验评价24

2.3 局部腐蚀试验与评价24

2.3.1 点蚀试验与评价24

2.3.2 缝隙腐蚀试验与评价25

2.3.3 电偶腐蚀试验与评价28

2.3.4 晶间腐蚀试验与评价30

2.4 应力—化学腐蚀试验与评价31

2.4.1 应力腐蚀试验与评价31

2.4.2 腐蚀疲劳试验与评价34

2.5 小结36

3低合金结构钢腐蚀试验与评价新技术37

3.1 腐蚀微区形貌观察技术37

3.1.1 数码相机37

3.1.2 显微镜37

3.1.3 电子显微镜39

3.2 腐蚀微区物相分析技术42

3.2.1 腐蚀产物宏观观察43

3.2.2 腐蚀产物微观观察44

3.2.3 腐蚀产物微观定量分析44

3.3 腐蚀微区电化学测量技术45

3.3.1 电流敏感度原子力显微镜技术45

3.3.2 扫描开尔文探针测量技术46

3.3.3 扫描振动电极技术46

3.3.4 扫描电化学显微镜技术48

3.3.5 局部交流阻抗测量49

3.4 腐蚀大数据及其评价技术53

3.4.1 “腐蚀大数据”理论与技术53

3.4.2 “腐蚀大数据”评价案例55

3.5 小结57

参考文献57

4低合金结构钢腐蚀的夹杂物起源59

4.1 低合金结构钢表面腐蚀电池59

4.1.1 低合金结构钢腐蚀的宏观原电池59

4.1.2 低合金钢腐蚀的表面微电池60

4.2 常见夹杂物诱发腐蚀的机理61

4.2.1 MnS夹杂物诱发腐蚀的机理62

4.2.2 A12O3夹杂物诱发腐蚀的机理63

4.2.3 稀土改性夹杂物诱发腐蚀的机理68

4.2.4 其他非金属夹杂物对低合金钢耐蚀性的影响75

4.3 小结79

参考文献79

5低合金结构钢腐蚀的相电化学起源81

5.1 低合金钢腐蚀相电化学起源的实验观察82

5.1.1 珠光体与夹杂物协同腐蚀起源实验观察82

5.1.2 不同珠光体含量对腐蚀起源影响的实验观察84

5.1.3 珠光体与其他组织协同腐蚀起源的实验观察88

5.2 低合金钢腐蚀起源的微区电化学特性92

5.3 晶粒大小、取向和畸变与腐蚀起源94

5.3.1 晶粒大小与腐蚀起源94

5.3.2 晶粒取向与腐蚀起源95

5.4 析出相大小与腐蚀起源102

5.5 小结105

参考文献105

6低合金结构钢耐蚀性能的成分调控107

6.1 基于物理冶金理论的耐蚀性能成分调控107

6.1.1 合金元素对低合金结构钢耐蚀性能的作用108

6.1.2 典型的低合金耐蚀钢108

6.2 基于现场腐蚀暴晒试验的耐蚀性能成分调控110

6.2.1 合金元素对海洋用钢全浸区腐蚀的影响规律110

6.2.2 合金元素对海洋用钢潮差区腐蚀的影响规律110

6.2.3 合金元素对海洋用钢飞溅区腐蚀的影响规律111

6.3 基于室内腐蚀试验的耐蚀性能成分调控113

6.3.1 耐候钢合金成分设计113

6.3.2 耐候钢室内腐蚀试验114

6.3.3 耐候钢室内腐蚀评价117

6.4 基于腐蚀电化学的耐蚀性能成分调控117

6.4.1 纯金属的热力学稳定性117

6.4.2 影响纯金属耐蚀性的动力学因素120

6.4.3 提高金属材料耐蚀性的成分调控原理和途径120

6.5 小结122

7低合金结构钢耐蚀性能的组织调控124

7.1 低合金结构钢不同组织类型的腐蚀特性124

7.1.1 低合金结构钢组织类型调控124

7.1.2 低合金结构钢不同组织类型的腐蚀特性129

7.2 低合金结构钢不同组织类型的电偶腐蚀试验132

7.3 低合金结构钢组织腐蚀的微电池分析135

7.4 低合金结构钢耐蚀性能组织调控原则137

7.4.1 提高整体腐蚀电位，单一组织或减小微观组织间电位差137

7.4.2 避免“大阴极小阳极”的微观组织138

7.4.3 细化晶粒、小角度晶界设计，消除晶粒畸变和织构138

7.5 小结139

参考文献139

8低合金结构钢耐蚀性能的表面调控140

8.1 低合金结构钢表面氧化物和氧化膜140

8.1.1 金属氧化物的晶体结构140

8.1.2 低合金结构钢表面薄氧化膜的生长142

8.2 耐候钢的锈层结构及保护性144

8.3 低合金结构钢表面结构调控146

8.4 低合金结构钢锈层的稳定化处理148

8.4.1 低合金结构钢锈层的稳定化处理技术149

8.4.2 低合金结构钢锈层的稳定化处理技术案例149

8.5 小结151

参考文献152

9低合金结构钢焊缝的耐蚀性能调控153

9.1 低合金结构钢焊缝组织与腐蚀相电化学起源153

9.2 低合金结构钢焊缝应力腐蚀敏感性155

9.3 低合金结构钢焊缝耐蚀性的成分调控156

9.4 低合金结构钢焊缝耐蚀性的组织调控157

9.4.1 试样准备与试验157

9.4.2 试验结果与分析158

9.5 小结167

参考文献167

10腐蚀环境与耐蚀低合金钢新品种169

10.1 低合金结构钢构件的腐蚀环境分析170

10.1.1 低合金结构钢构件的大气、土壤和水腐蚀环境分析170

10.1.2 低合金结构钢构件的特殊腐蚀环境分析171

10.2 低合金结构钢构件腐蚀局部环境和微型环境172

10.3 低合金结构钢腐蚀进程中的腐蚀微环境变化173

10.3.1 涂镀层下的腐蚀微环境变化173

10.3.2 均匀腐蚀产物层下的腐蚀微环境变化179

10.3.3 局部腐蚀类型的腐蚀微环境变化181

10.4 耐蚀低合金钢新品种展望183

10.5 小结184