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  • 海洋所研究提出高強度鋼在不同海洋腐蝕區帶下的差異化腐蝕機制

      近日,中科院海洋所黃彥良團隊對高強度鋼在不同海洋腐蝕區帶下的腐蝕行為開展實海研究,研究發現高強度鋼在海洋干-濕循環和浸沒環境下的腐蝕行為存在明顯的差異,并提出了高強度鋼在海洋干-濕循環和浸沒環境下的差異化腐蝕機制。 

      隨著全球范圍內對海洋資源的進一步開發和利用,高強度鋼在海洋工程領域的應用越來越廣泛。然而,由高鹽、高濕的海洋腐蝕環境而引起的腐蝕、氫滲透和應力腐蝕開裂等嚴重威脅著高強度鋼的安全服役。因此,高強度鋼在海洋環境中的安全應用一直以來備受關注。黃彥良團隊長期以來從事環境腐蝕評估工作,對高強度鋼在不同環境下的腐蝕、氫滲透行為和機理具有深入的研究。海洋腐蝕環境主要劃分為5個腐蝕區帶,包括海洋大氣區、浪花飛濺區、潮差區、全浸區和海底海泥區,之前的研究已經表明不同區帶的腐蝕環境差異往往會導致鋼鐵材料在腐蝕行為方面的差異,宏觀上不同區帶的腐蝕規律已經得到廣泛的研究,但是關于高強度鋼在不同區帶下的腐蝕產物的分析及其對腐蝕的發展有待于進一步地研究。 

      該團隊結合實海腐蝕掛片以及室內物質組成分析,表明了不同腐蝕區帶下高強度鋼的腐蝕產物在組成和結構上的差異,其中首次應用氮氣吸附法對不同腐蝕區帶下形成的腐蝕產物的孔隙特征進行了表征。進一步地,通過結合電化學實驗,揭示了腐蝕產物層對海洋干-濕循環和浸沒條件下高強度鋼進一步腐蝕的差異化作用機制。 

      該研究由中科院海洋所許勇博士研究生完成,得到了黃彥良研究員、王秀通研究員及路東柱博士等的指導,研究得到了國家自然科學基金項目資助。 

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    不同海洋腐蝕區帶下形成的腐蝕產物的氮氣吸脫附曲線和孔徑分布 (a)大氣區,(b)浪濺區,(c)潮差區,(d)全浸區

        

    海洋干-濕循環和浸沒條件下高強度鋼的差異化腐蝕機制

      論文信息: 

      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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