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海洋所研究提出高强度钢在不同海洋腐蚀区带下的差异化腐蚀机制

  近日,中科院海洋所黄彦良团队对高强度钢在不同海洋腐蚀区带下的腐蚀行为开展实海研究,研究发现高强度钢在海洋干-湿循环和浸没环境下的腐蚀行为存在明显的差异,并提出了高强度钢在海洋干-湿循环和浸没环境下的差异化腐蚀机制。 

  随着全球范围内对海洋资源的进一步开发和利用,高强度钢在海洋工程领域的应用越来越广泛。然而,由高盐、高湿的海洋腐蚀环境而引起的腐蚀、氢渗透和应力腐蚀开裂等严重威胁着高强度钢的安全服役。因此,高强度钢在海洋环境中的安全应用一直以来备受关注。黄彦良团队长期以来从事环境腐蚀评估工作,对高强度钢在不同环境下的腐蚀、氢渗透行为和机理具有深入的研究。海洋腐蚀环境主要划分为5个腐蚀区带,包括海洋大气区、浪花飞溅区、潮差区、全浸区和海底海泥区,之前的研究已经表明不同区带的腐蚀环境差异往往会导致钢铁材料在腐蚀行为方面的差异,宏观上不同区带的腐蚀规律已经得到广泛的研究,但是关于高强度钢在不同区带下的腐蚀产物的分析及其对腐蚀的发展有待于进一步地研究。 

  该团队结合实海腐蚀挂片以及室内物质组成分析,表明了不同腐蚀区带下高强度钢的腐蚀产物在组成和结构上的差异,其中首次应用氮气吸附法对不同腐蚀区带下形成的腐蚀产物的孔隙特征进行了表征。进一步地,通过结合电化学实验,揭示了腐蚀产物层对海洋干-湿循环和浸没条件下高强度钢进一步腐蚀的差异化作用机制。 

  该研究由中科院海洋所许勇博士研究生完成,得到了黄彦良研究员、王秀通研究员及路东柱博士等的指导,研究得到了国家自然科学基金项目资助。 

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不同海洋腐蚀区带下形成的腐蚀产物的氮气吸脱附曲线和孔径分布 (a)大气区(b)浪溅区(c)潮差区,(d)全浸区

    

海洋干-湿循环和浸没条件下高强度钢的差异化腐蚀机制

  论文信息: 

  Y. Xu, Y.L. Huang*, F.F. Cai, D.Z. Lu*, X.T. Wang. Study on corrosion behavior and mechanism of AISI 4135 steel in marine environments based on field exposure experiment. Science of The Total Environment. (2022), 154864. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.154864 

    


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