Cu、Ni对止裂钢耐蚀行为的影响
发布时间：2023-10-29 14:14
钢铁材料以其相对低廉的价格,相对较高的强度和韧性而被广泛地应用于海洋平台。由于海水具有腐蚀性,因此海洋用钢必须具有一定的耐蚀性。止裂钢是一种高强度抗裂纹扩展的钢种,被大量应用到舰船上,然而人们对其在海水中耐蚀性的研究还远远不够,尤其在腐蚀机理方面。Cu、Ni元素具有良好的耐蚀性,若应用到钢中能大大提高它的耐蚀性,但是目前关于Cu、Ni对止裂钢耐蚀性能影响的相关报道尚不多见。基于此,本文对不同Cu、Ni含量的止裂钢在腐蚀溶液的耐蚀性进行了研究。本文设计并制备了不同Cu、Ni含量的试验钢,采用失重试验、线性极化曲线、交流阻抗谱等方法测试了实验钢的耐蚀性;采用SEM、EDS、XPS等分析了腐蚀产物及除锈后的表面状态,最后通过COMSOL软件分别对含Cu、Ni元素止裂钢的耐蚀性进行了有限元分析,探讨了Cu、Ni含量对止裂钢耐蚀性能的影响及腐蚀机理。最终得到以下结论:(1)失重试验表明,在pH为2、NaCl含量为3.5%的溶液中,随着合金元素Cu、Ni的加入,实验钢的年腐蚀速率有所降低,且随着Cu、Ni含量的增加,年腐蚀速率进一步降低;(2)电化学分析测试结果表明,上述溶液中,合金元素Cu对止裂...
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及意义
1.2 止裂钢国内外研究现状
1.2.1 止裂钢开发国外研究现状
1.2.2 止裂钢开发国内研究现状
1.3 止裂钢海洋腐蚀影响因素及腐蚀类型
1.3.1 海洋腐蚀环境
1.3.2 海洋腐蚀影响因素
1.3.3 止裂钢常见海洋腐蚀类型
1.4 腐蚀电化学
1.4.1 腐蚀热力学
1.4.2 腐蚀动力学
1.4.3 钝化现象及理论
1.5 合金元素对海洋用钢耐蚀性的影响
1.5.1 Cu对海洋用钢耐蚀性的影响
1.5.2 Ni对海洋用钢耐蚀性的影响
1.5.3 其它元素对海洋用钢耐蚀性的影响
1.6 常用金属腐蚀分析方法
1.6.1 重量测试法
1.6.2 电化学分析方法
1.6.3 数值模拟分析
1.7 本课题的研究内容及目的
第2章 实验过程及方法
2.1 本课题整体方案路线
2.2 材料成分设计
2.3 材料的制备和热机械处理
2.3.1 材料的制备
2.3.2 热机械处理
2.4 显微组织观察
2.4.1 金相试样的制备和组织的观察
2.4.2 扫描电镜观察和能谱测试
2.4.3 XPS分析
2.5 腐蚀性能测试
2.5.1 失重实验
2.5.2 电化学实验
2.6 本章小结
第3章 Cu的含量对止裂钢耐腐蚀性能的影响
3.1 引言
3.2 不同Cu含量的止裂钢成分与显微组织
3.3 不同Cu含量的止裂钢腐蚀失重试验
3.4 不同Cu含量的止裂钢电化学腐蚀试验
3.4.1 开路电位
3.4.2 不同试验钢极化曲线
3.4.3 不同浸泡时间内阻抗曲线
3.5 结果分析与讨论
3.5.1 公式理论推导
3.5.2 实验结果分析
3.5.3 表面分析
3.6 本章小结
第4章 Ni的含量对止裂钢耐腐蚀性能的影响
4.1 引言
4.2 不同Ni含量的止裂钢成分与显微组织
4.3 不同Ni含量的止裂钢腐蚀失重实验研究
4.4 不同Ni含量的止裂钢电化学腐蚀实验研究
4.4.1 开路电位测量
4.4.2 极化曲线的测量
4.4.3 阻抗谱的测试
4.4.4 不同浸泡时间内的计划曲线
4.5 结果分析与讨论
4.5.1 理论分析
4.5.2 实验分析
4.6 本章小结
第5章 止裂钢腐蚀数值模拟
5.1 引言
5.2 Cu加入后腐蚀机理数值模拟
5.2.1 模型的建立
5.2.1.1 物理模型的建立
5.2.1.2 数学模型
5.2.3 结果与讨论
5.2.3.1 极化实验
5.2.3.2 Cu元素的分布
5.2.3.3 数值结果分析
5.3 Ni加入后腐蚀原理模拟
5.3.1 模型的建立
5.3.2 实验结果与分析
5.3.3 数值模拟结果分析
5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
本文编号：3858241
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及意义
1.2 止裂钢国内外研究现状
1.2.1 止裂钢开发国外研究现状
1.2.2 止裂钢开发国内研究现状
1.3 止裂钢海洋腐蚀影响因素及腐蚀类型
1.3.1 海洋腐蚀环境
1.3.2 海洋腐蚀影响因素
1.3.3 止裂钢常见海洋腐蚀类型
1.4 腐蚀电化学
1.4.1 腐蚀热力学
1.4.2 腐蚀动力学
1.4.3 钝化现象及理论
1.5 合金元素对海洋用钢耐蚀性的影响
1.5.1 Cu对海洋用钢耐蚀性的影响
1.5.2 Ni对海洋用钢耐蚀性的影响
1.5.3 其它元素对海洋用钢耐蚀性的影响
1.6 常用金属腐蚀分析方法
1.6.1 重量测试法
1.6.2 电化学分析方法
1.6.3 数值模拟分析
1.7 本课题的研究内容及目的
第2章 实验过程及方法
2.1 本课题整体方案路线
2.2 材料成分设计
2.3 材料的制备和热机械处理
2.3.1 材料的制备
2.3.2 热机械处理
2.4 显微组织观察
2.4.1 金相试样的制备和组织的观察
2.4.2 扫描电镜观察和能谱测试
2.4.3 XPS分析
2.5 腐蚀性能测试
2.5.1 失重实验
2.5.2 电化学实验
2.6 本章小结
第3章 Cu的含量对止裂钢耐腐蚀性能的影响
3.1 引言
3.2 不同Cu含量的止裂钢成分与显微组织
3.3 不同Cu含量的止裂钢腐蚀失重试验
3.4 不同Cu含量的止裂钢电化学腐蚀试验
3.4.1 开路电位
3.4.2 不同试验钢极化曲线
3.4.3 不同浸泡时间内阻抗曲线
3.5 结果分析与讨论
3.5.1 公式理论推导
3.5.2 实验结果分析
3.5.3 表面分析
3.6 本章小结
第4章 Ni的含量对止裂钢耐腐蚀性能的影响
4.1 引言
4.2 不同Ni含量的止裂钢成分与显微组织
4.3 不同Ni含量的止裂钢腐蚀失重实验研究
4.4 不同Ni含量的止裂钢电化学腐蚀实验研究
4.4.1 开路电位测量
4.4.2 极化曲线的测量
4.4.3 阻抗谱的测试
4.4.4 不同浸泡时间内的计划曲线
4.5 结果分析与讨论
4.5.1 理论分析
4.5.2 实验分析
4.6 本章小结
第5章 止裂钢腐蚀数值模拟
5.1 引言
5.2 Cu加入后腐蚀机理数值模拟
5.2.1 模型的建立
5.2.1.1 物理模型的建立
5.2.1.2 数学模型
5.2.3 结果与讨论
5.2.3.1 极化实验
5.2.3.2 Cu元素的分布
5.2.3.3 数值结果分析
5.3 Ni加入后腐蚀原理模拟
5.3.1 模型的建立
5.3.2 实验结果与分析
5.3.3 数值模拟结果分析
5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
本文编号：3858241
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