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      沉積硬化對鋼焊接接頭的影響

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      沉積硬化對鋼焊接接頭的影響

      1焊接接頭腐蝕產物微觀形貌的觀察分析

      由圖2中的(a)、(b)可以看出,FV520B鋼焊接接頭在HCl腐蝕介質比H2SO4腐蝕介質中的腐蝕程度更嚴重。由圖2(a)可知,FV520B鋼焊接接頭在熔合區有斷層且有較深的腐蝕坑,這是由于焊接時存在焊接缺陷從而導致了位錯層的不斷堆積,晶界面積也不斷的增加,腐蝕程度也在不斷的加重。在HCl的腐蝕介質之中,Cl-離子起主要的腐蝕作用,其中陽極是金屬離子的氧化反應,而陰極發生的是H+離子的還原。FV520B鋼中鉻和鎳起到了主要的阻抗腐蝕的作用[3]。由圖2(b)可知,FV520B鋼焊縫處的腐蝕較輕且表面光滑,這是由于焊接材料中含有大量的C、Ni和Mo等耐腐蝕性元素。從圖2(b)還可以看出,在FV520B鋼焊縫表面有很多白色的顆粒狀物質,這些物質由不導電的耐腐蝕性的氧化物形成[4]。在H2SO4腐蝕介質中,陽極的化學反應同樣是金屬離子的氧化,而陰極的化學反應除了H+離子的還原外,還有SO2-4的還原反應。由此可以確定FV520B鋼的腐蝕產物中存在大量的鐵的氧化物和硫化物,從而導致腐蝕較為嚴重。

      2FV520B鋼的腐蝕速率

      在腐蝕實驗結束之后,清除腐蝕產物,利用失重法測量金屬的腐蝕速率。首先,測量腐蝕后試件的重量,失重率的計算公式為:V=W0-W1/S×t。式中V為失重時的腐蝕速率,其單位為g/(m2•h);W0為金屬的初始重量,單位為g;W1為消除腐蝕產物后的金屬的重量,單位為g;S為金屬的面積,單位為m2;t為腐蝕進行的時間,單位為h。其次,計算失重時的腐蝕速率,計算公式為:VL=V×8.76/ρ。式中VL為腐蝕的深度指標,單位為mm/a;ρ為實驗材料的密度。計算出FV520B鋼母材和焊接接頭處的腐蝕速率。通過計算可得,FV520B鋼在HCl腐蝕介質比H2SO4腐蝕介質中的腐蝕速率大,二者之差約為18mm/a。而FV520B鋼焊接接頭在不同腐蝕環境下的腐蝕速率接近一致,但又都比同條件下母材的腐蝕程度要輕的多,見圖3。FV520B鋼焊縫處含有大量的鉻和鎳元素對其腐蝕具有較大的阻抗作用[5]。

      3結論

      對于溫度在35℃恒溫腐蝕環境下,建筑用FV520B鋼在相同的腐蝕時間下,在HCl腐蝕介質(10wt%)比H2SO4腐蝕介質(10wt%)中的腐蝕程度更嚴重。在同等的腐蝕條件下,FV520B鋼母材的腐蝕速率要比焊接接頭的腐蝕速率大。FV520B鋼焊縫處含有的耐腐性元素Cr和Ni都對H2SO4腐蝕介質的耐腐蝕性較好,但是對HCl腐蝕介質的耐腐蝕性較差。

      作者:胡忠義單位:宜賓職業技術學院

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