李云飛
摘 要:鋼材在目前的工業(yè)生產(chǎn)實踐以及工程建設(shè)中有著重要的利用,明確鋼材在實踐中的應(yīng)用特點,了解其應(yīng)用問題,這對于全面提升鋼材的應(yīng)用效果而言有突出的意義。對當前的鋼材應(yīng)用做分析發(fā)現(xiàn)在不少領(lǐng)域會使用到低碳鋼,這些低碳鋼在使用的過程中會受到大氣的影響而出現(xiàn)腐蝕的情況,如此一來,低碳鋼的應(yīng)用安全性和有效性會顯著降低,所以基于低碳鋼受大氣腐蝕問題進行預(yù)防和控制有突出的現(xiàn)實價值。研究表明稀土對低碳鋼耐大氣腐蝕性能有顯著的影響,所以文章就具體的影響展開分析與討論,旨在為低碳鋼的具體利用提供指導(dǎo)。
關(guān)鍵詞:稀土;低碳鋼;大氣腐蝕
鋼材在當前的社會實踐中有著重要的利用,發(fā)揮著重要的價值,所以明確鋼材應(yīng)用過程中的具體問題并討論有效的解決措施有突出的現(xiàn)實意義。研究表明,大氣當中存在的水分以及其他的氣體會對低碳鋼形成腐蝕,從而造成低碳鋼的應(yīng)用安全性下降等問題,因此積極的研究分析低碳鋼的有效處理措施,從而預(yù)防大氣對低碳鋼的腐蝕有突出現(xiàn)實價值。有結(jié)果表明,稀土在低碳鋼耐大氣腐蝕性能增強方面有不錯的效果,因此就相關(guān)內(nèi)容做討論與研究,這可以為實踐提供更加專業(yè)的理論參考。
1試驗材料以及試驗方法
要分析稀土對低碳鋼的耐大氣腐蝕性能,需要利用試驗分析法。就試驗分析法的具體利用來看,試驗材料和實驗方法必須要明確。
就試驗材料而言,試驗鋼采用200kg真空感應(yīng)爐進行冶煉,在出鋼前進行La-Ce混合稀土的投入,并將其澆筑成50kg的鋼錠。對其進行鍛造后將其軋制成熱軋板。將軋制成的熱軋板做編號確定,其分別為1號鋼和2號鋼。另外,為了對比稀土鋼和低碳鋼的耐腐蝕性,選取某鋼廠按照普通生產(chǎn)方式生產(chǎn)的低碳鋼,將其標準為0號鋼。對三種試驗鋼在大氣中進行暴露,并確定三種試驗鋼暴露的具體角度。在試驗的過程中可以基于失重法進行腐蝕率的計算[1]。
在試驗觀察和分析的過程中,設(shè)備利用是不可缺少的,此次的實驗中,使用S-4300型掃描電鏡對試樣的繡層截面進行觀察。就帶銹試樣的極化曲線分析來看,主要使用電化學(xué)設(shè)備做測量,此外,在進行繡層物相分析的時候需要使用X射線衍射儀和紅外光譜儀。
2試驗結(jié)果分析
基于具體的實驗進行結(jié)果分析與總結(jié),可以進一步的確定稀土對低碳鋼耐腐蝕性能的具體影響。以下是基于實驗結(jié)果的具體分析與討論。
2.1大氣腐蝕失重規(guī)律
對低碳鋼腐蝕深度隨時間變化趨勢曲線進行分析會發(fā)現(xiàn),試驗中選用的1號鋼和2號鋼,其在各個時間段所表現(xiàn)出的腐蝕率均要小于0號鋼,這表明在低碳鋼當中僅添加適量的稀土元素能夠在一定成都上提高低碳鋼在大氣環(huán)境下的耐腐蝕能力。利用動力學(xué)模型對試驗鋼的腐蝕數(shù)據(jù)進行回歸分析,從擬合結(jié)果來看,雖然在實驗中,試驗鋼的暴曬時間比較的短,數(shù)據(jù)點也相對偏少,但是模型與腐蝕數(shù)據(jù)之間依然有比較好的相關(guān)關(guān)系。從具體的回歸結(jié)果分析來看,兩種添加了稀土元素的試驗鋼彼此之間的差值不大,且其受腐蝕程度均要小于碳鋼,該結(jié)果和失重結(jié)果保持著一致性。基于具體的分析可知,稀土元素的添加在提高低碳鋼耐腐蝕性能方面有突出的價值。
2.2繡層觀察
對試驗中三種不同鋼的繡層進行觀察并分析具體的結(jié)果,這于判斷稀土價值也有突出的意義。就宏觀分析來看,在大氣環(huán)境中暴露兩年的三種試驗鋼在形貌方面的差別并不是很大,其均呈現(xiàn)出了棕紅色,分布也比較的均與。但是低碳鋼的繡層和基體的結(jié)合力表現(xiàn)比較差,其脫落現(xiàn)象和稀土鋼相比要明顯嚴重[2]?;趯I(yè)設(shè)備進行三種試驗鋼的繡層分析,發(fā)現(xiàn)三種在大氣中暴露了兩年的試驗鋼均沒有出現(xiàn)繡層分層的情況,不過從截面的分析來看,稀土鋼的繡層厚度要明顯的小于低碳鋼。再者,0號鋼繡層當中的缺陷表現(xiàn)比較的突出,且其中有比較多的裂紋和孔洞分布,而1號鋼和2號鋼的繡層則表現(xiàn)出了致密性,其與基體的附著情況表現(xiàn)良好?;诶C層的具體觀察可以確定,稀土在低碳鋼的繡層致密性加強和保護能力提升方面有不錯的效果,正是因為這種保護,稀土鋼的腐蝕速率才會減緩。
2.3帶銹試樣極化曲線
取在空氣中暴露兩年的3種試驗鋼帶銹試樣,將其放置在0.01mol/L的硫酸鈉溶液中并觀察極化曲線。基于熱力學(xué)做分析發(fā)現(xiàn),稀土鋼的自腐蝕電位要明顯的高于0號鋼,這說明稀土鋼發(fā)生陽極溶解的傾向在降低。基于動力學(xué)角度做分析,稀土鋼的陽極電流密度要明顯的小于0號鋼,且數(shù)值達到了一個數(shù)量級。另外,稀土鋼帶銹試樣已經(jīng)趨向于鈍化,這說明稀土鋼在大氣中欂櫨兩年,其形成的繡層保護膜具備致密性特點,這樣一來,腐蝕介質(zhì)對基體的電化學(xué)溶解會受到阻滯。綜合具體的對比分析發(fā)現(xiàn),稀土鋼在抗腐蝕方面的表現(xiàn)更加的突出。
2.4繡層物相分析
就繡層的物相分析來看,主要采用兩種方法:1)繡層的XRD分析。對三種試驗鋼的繡層X射線衍射圖譜進行獲取,基于衍射圖譜可以確定繡層中各物相的比例結(jié)果[3]。從繡層的XRD結(jié)果分析來看,剛繡層的物相種類存在著相同的特點,但是各物相間的相對含量存在著非常明顯的差異。2)繡層FTIR分析。就XRD分析而言,其在分析結(jié)晶度比較差的物相時分辨能力比較低,所以在具體分析中,為了更加清楚的判斷繡層結(jié)晶物相情況,可以使用FTIR分析方法。從三種試驗鋼繡層的標準紅外線譜對比分析來看,三種試驗鋼的繡層成分具有相同性,不過和低碳鋼的譜線做具體的對比會發(fā)現(xiàn)稀土鋼繡層中各種鐵的羥基氧化物吸收鋒型比較寬。
結(jié)束語:
綜上所述,低碳鋼在目前的社會實踐中有重要的應(yīng)用,不過其在應(yīng)用實踐中比較容易發(fā)生腐蝕的情況,尤其是在工業(yè)大氣環(huán)境中,低碳鋼的腐蝕情況更加嚴重。低碳鋼腐蝕會影響鋼材本身的安全性和應(yīng)用效果,所以為了控制腐蝕,采取積極的措施有突出的現(xiàn)實意義。研究表明稀土的添加可以有效的緩解低碳鋼的腐蝕速率,所以分析稀土對低碳鋼耐腐蝕性能的具體影響,這可以為實踐工作開展提供指導(dǎo)。
參考文獻:
[1]趙曉敏,呂剛,銀志軍.400MPa級稀土耐大氣腐蝕抗震鋼筋研發(fā)[J].包鋼科技,2019(6).
[2]李濤,曹閣,劉毅.稀土Ce對7A04鋁合金耐海洋大氣腐蝕性能的影響[J].熱加工工藝,2018,047(022):55-58.
[3]閆松濤,金瑩,許斐范,l.大氣沉積顆粒物對低碳鋼初期腐蝕行為的影響[J]. 腐蝕科學(xué)與防護技術(shù),2019,31(5).
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