低合金钢和碳钢在90 ℃地下水模拟溶液中的缝隙腐蚀<sup>*</sup>

doi:10.3724/SP.J.1037.2014.00027

金属学报

2014, Vol. 50

Issue (6): 659-666 DOI: 10.3724/SP.J.1037.2014.00027

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低合金钢和碳钢在90 ℃地下水模拟溶液中的缝隙腐蚀^*

徐秋发, 庞晓露, 刘泉林, 高克玮(

)

北京科技大学材料物理与化学系, 北京 100083

CREVICE CORROSION OF LOW ALLOY STEEL AND CARBON STEEL IN THE SIMULATED GROUNDWATER AT 90 ℃

XU Qiufa, PANG Xiaolu, LIU Quanlin, GAO Kewei(

)

School of Materials Science and Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083

引用本文:

徐秋发, 庞晓露, 刘泉林, 高克玮. 低合金钢和碳钢在90 ℃地下水模拟溶液中的缝隙腐蚀^*[J]. 金属学报, 2014, 50(6): 659-666.
Qiufa XU, Xiaolu PANG, Quanlin LIU, Kewei GAO. CREVICE CORROSION OF LOW ALLOY STEEL AND CARBON STEEL IN THE SIMULATED GROUNDWATER AT 90 ℃[J]. Acta Metall Sin, 2014, 50(6): 659-666.

全文: PDF(7553 KB) HTML

摘要:

利用浸泡实验与电化学实验研究了低合金耐候钢Corten A和碳钢Q235在90 ℃地下水模拟溶液中的缝隙腐蚀行为. 采用SEM, EDS和Raman 光谱分析了缝内腐蚀产物膜的形貌和成分. 结果表明, 2种钢均发生了缝隙腐蚀, 且随着腐蚀时间的延长缝隙腐蚀越严重; Corten A的缝隙腐蚀比Q235严重; 在中性或偏酸性的溶液中, 耐候钢的耐腐蚀性能优于碳钢, 而在pH值为1的溶液中, 耐蚀性则相反; 合金元素Cr, Cu和Si对Corten A在溶液中的耐缝隙腐蚀性能不利.

关键词 ：高放废物, 地下水, 低合金钢, 碳钢, 缝隙腐蚀

Abstract：

Carbon steel and low alloy steel as candidates of high-level radioactive waste packaging materials,will undergo groundwater corrosion during long term disposal in underground repository, so it is necessary to study the corrosion behaviors of carbon steel and low alloy steel in the specific environment. Crevice corrosion behaviors of carbon steel Q235 and low alloy weathering steel Corten A were studied in a simulated groundwater at 90 ℃ through immersion tests and electrochemical measurements. SEM, EDS and Raman spectra were employed to analyze the corrosion product scales. The results show that both steels occured crevice corrosion and the crevice corrosion depth increased with corrosion time. Corten A underwent more serious crevice corrosion than Q235. In neutral or acidic solution, the corrosion resistance of Corten A was superior to Q235, but when the pH value of the solution was lower than 1, Corten A exhibited lower corrosion resistance than Q235. The alloying elements Cr, Cu and Si in Corten A were harmful to the resistance to crevice corrosion in the solution.

Key words： high-level radioactive waste groundwater low alloy steel carbon steel crevice corrosion

收稿日期: 2014-01-13

ZTFLH:

TG172.3

基金资助:* 国家自然科学基金资助项目51271024

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作者简介: 徐秋发, 男, 1987年生, 博士生

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表1 Q235和Corten A的化学成分

图1 Q235和Corten A钢的金相显微组织

图2 2种钢腐蚀不同时间后缝隙处去膜后宏观形貌

图3 2种钢腐蚀不同时间后缝隙内部去膜后的SEM形貌

图4 2种钢腐蚀不同时间的缝隙坑深度

图5 2种钢腐蚀180 d的宏观腐蚀形貌

图6 2种钢腐蚀180 d后缝内腐蚀产物膜的Raman光谱

图7 2种钢腐蚀180 d后缝隙内部腐蚀产物膜的微观形貌及EDS分析

图8 Corten A钢腐蚀180 d后缝内不同区域腐蚀形貌的SEM像

图9 2种钢在不同pH值除氧地下水溶液中的极化曲线

表2 图8d~f中区域1~5的EDS分析

表 3 2种钢在不同pH值的地下水溶液中的动电位极化结果

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