论文部分内容阅读
2010年5月,国际海事组织(IMO)通过了日本提出的《油船货油舱(COT)耐蚀钢性能标准》,并将其作为油船货油舱涂层标准唯一的替代方案[1].目前,只有日本钢铁企业能够生产COT用耐腐蚀船板[2-4],因此,这一标准的推出不仅对造船企业和钢铁企业产生显著影响,而且短期内可能形成日本钢铁企业在耐腐蚀船板领域的垄断性供应.所以,油船耐蚀钢的研究和应用工作已经成为一项十分急迫的任务.低合金耐蚀钢的研制主要是通过添加微量合金元素,从而在基体表面形成一层具有保护性的腐蚀产物膜,以此来提高材料的耐蚀性.由于良好的耐腐蚀性能,Cu已成为钢铁冶炼过程中的重要添加元素.在钢中加入少量Cu时,无论在乡村大气、工业大气还是海洋大气中,都具有更优良的耐蚀性[5].此外,Cu还可以提高某些不锈钢的耐腐蚀性能.但是,关于Cu对碳钢在油船货油舱舱底板环境中耐腐蚀性能的影响的研究很少.本文将选用两种不同Cu含量的碳钢(16Mn钢和16MnCu钢)为实验材料,通过浸泡实验模拟钢在货油舱舱底板腐蚀环境中的腐蚀过程,并采用失重测量、电化学测试、SEM和XPS等手段深入分析Cu元素对碳钢腐蚀行为的影响.失重结果显示,模拟货油舱舱底板腐蚀实验中,在钢中添加0.27mass%Cu时,钢的平均年腐蚀速率由7.99mm/a下降至1.06mm/a,表明钢的耐腐蚀性能得到提高.电化学结果表明,Cu元素抑制了铁的活性溶解过程和氢离子的还原过程.表面分析的结果显示,Cu元素在基体表面以纳米颗粒的单质Cu形式存在.因此,钢的耐蚀性的提高可归因于铁与基体表面析出Cu之间的阴极接触抑制了铁的活性溶解过程,且Cu表面不易发生析氢反应.