海洋环境用热轧304L不锈钢-A36碳钢复合钢板的腐蚀行为研究

作     者：刘叶诚 郑志斌 龙骏 徐志彪 郑开宏 焦四海 殷福星 LIU Yecheng;ZHENG Zhibin;LONG Jun;XU Zhibiao;ZHENG Kaihong;JIAO Sihai;YIN Fuxing

作者机构：五邑大学轨道交通学院广东江门529000 广东省科学院新材料研究所国家钛及稀有金属粉末冶金工程技术研究中心广东省金属强韧化技术与应用重点实验室广州510650 广东省钢铁基复合材料工程研究中心广州510650 宝山钢铁股份有限公司上海201900 

出 版 物：《表面技术》 (Surface Technology)

年 卷 期：2024年第53卷第14期

页      面：75-86页

核心收录：

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家重点研发计划(2021YFB3701704):广东省科学院专项资金项目(2022GDASZH-2022010103,2021GDASYL-20210102002) 第八届中国科协青年人才托举工程(2022QNRC001) 广州市青年科技人才托举项目(QT20220101075) 

主　　题：金属复合材料 不锈钢 碳钢 腐蚀 海洋环境 

摘      要：目的探究304L不锈钢和A36碳钢热轧复合钢板中不锈钢覆层、碳钢基体以及不锈钢-碳钢复合界面在海洋大气环境及海水浸没环境中的腐蚀行为与腐蚀机理。方法采用中性盐雾实验和电化学实验模拟了海洋大气环境及海水浸没环境,对304L不锈钢-A36碳钢热轧复合钢板的腐蚀机理进行了全面评估。利用扫描电子显微镜(SEM)和能量色散光谱(EDS)表征复合材料界面的微观结构和局部元素分布,使用X射线衍射仪(XRD)表征了腐蚀产物的成分和化合价。结果在复合界面上存在一个明显的元素过渡区域。2种钢复合界面结合平滑,结合质量良好,轧制对2种钢复合界面处的组织无明显影响。当中性盐雾实验进行到96 h时,复合界面的腐蚀速率开始超越碳钢基体的腐蚀速率。实验结束时,复合界面与碳钢基体的腐蚀失重量分别达到582g/m^(2)和468g/m^(2),复合界面在海洋大气环境中的腐蚀速率为碳钢基体的1.24倍。此外,在复合界面碳钢侧的腐蚀产物中观察到富氯层。在电化学实验中,复合界面显示出了比碳钢基体更小的阻抗,这使复合界面在海水浸没环境中的腐蚀速率为碳钢基体的1.13倍。在复合界面处发现电偶腐蚀效应,加速了A36碳钢侧的腐蚀。开路电位的测试结果表明,复合界面的开路电位与耐蚀性较差的碳钢的开路电位接近,不同不锈钢-碳钢面积比复合界面的开路电位变化较小。结论在不同海洋腐蚀环境中,复合界面的腐蚀速率均大于覆层及基体的腐蚀速率,在海洋大气环境中尤为严重,复合界面碳钢部分的小面积暴露将导致材料的耐腐蚀性严重下降,在实际工程使用中应避免复合界面,尤其是复合界面碳钢部分的直接暴露。