高能噴丸對低合金海洋用鋼銹層致密化的影響研究.pdf

1、為了適應(yīng)苛刻的海洋環(huán)境，要求海洋用鋼在具備良好力學(xué)性能的同時，還應(yīng)具有較強(qiáng)的耐腐蝕性能。低合金鋼因其較低的成本和較好的耐蝕性能而在海洋環(huán)境中得到廣泛應(yīng)用。但是，低合金鋼在自然環(huán)境中需要幾年甚至十幾年才能形成穩(wěn)定致密的保護(hù)性銹層，導(dǎo)致其裸露使用時耐海洋環(huán)境腐蝕性能不理想，需要配套外部防腐技術(shù)使用。
　　為了縮短致密銹層形成時間，國內(nèi)外學(xué)者相繼提出多種人工加速銹層形成技術(shù)，其中較為常見的是銹層穩(wěn)定化處理和去極化劑加速腐蝕。銹層的形成是

2、材料表面復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)過程，基于納米晶材料特殊晶界結(jié)構(gòu)具有高的化學(xué)反應(yīng)活性，因此對鋼進(jìn)行表面納米化加工有望提高鋼表面反應(yīng)活性而促進(jìn)銹層形成。而高能噴丸利用大塑性變形細(xì)化晶粒的原理可以成功實現(xiàn)鋼表面納米晶化。因此，本文采用高能噴丸方法分別對Q235、Q345以及15 CrMo三種典型的低合金海洋用鋼進(jìn)行表面加工，選取三種人工加速腐蝕方法（雙氧水加速腐蝕、PVB涂覆+飛濺加速腐蝕、PVB涂覆+鹽霧加速腐蝕）分別在高能噴丸處理前后鋼表面加速銹

3、層的形成。在分析鋼高能噴丸表面組織細(xì)化效果的基礎(chǔ)上，研究高能噴丸處理前后鋼表面銹層的特征，揭示高能噴丸對低合金鋼加速腐蝕銹層的形成及性質(zhì)的影響規(guī)律，為提高低合金海洋用鋼的耐蝕性能提供有力理論指導(dǎo)與依據(jù)。主要研究結(jié)果如下:
　　(1) Q235、Q345以及15CrMo三種常見低合金海洋用鋼通過高能噴丸處理后可以在表面獲得一定厚度的變形層，表層晶粒與組織細(xì)化顯著。Q345鋼和15C rMo鋼表層組織實現(xiàn)了納米化，平均晶粒尺寸小于10

4、0nm，但在相同高能噴丸加工參數(shù)下，Q235鋼的組織細(xì)化效果不如Q345鋼和15CrMo鋼。
　　(2)雙氧水全浸、PVB涂覆+飛濺試驗、PVB涂覆+鹽霧試驗三種加速腐蝕方式下，高能噴丸處理均有利于促進(jìn)Q345鋼表面銹層的形成，銹層致密性均得到提高，高能噴丸處理試樣的加速腐蝕形成銹層耐蝕性提高。高能噴丸處理后，雙氧水全浸、PVB涂覆+飛濺試驗、PVB涂覆+鹽霧試驗三種加速腐蝕方式下形成銹層的自腐蝕電位分別提高80mV、100mV和

5、280mV，自腐蝕電流密度分別減小34％、80％和68％。PVB涂覆+飛濺加速腐蝕條件下，高能噴丸對銹層致密性和耐蝕性提高效果最顯著。
　　(3) PV涂覆+飛濺加速腐蝕方式下，高能噴丸處理有利于促進(jìn)Q235鋼和15CrMo鋼表面銹層的形成，銹層致密性均得到提高，高能噴丸處理試樣的加速腐蝕形成銹層的耐蝕性提高。高能噴丸處理后，Q235鋼和15CrMo鋼在PVB涂覆+飛濺加速腐蝕方式下形成銹層的自腐蝕電位分別提高280mV和500m