表面化學(xué)處理對(duì)螺紋鋼耐蝕性能的影響.pdf

1、為了提高螺紋鋼的耐腐蝕性能，本文采用兩種表面化學(xué)處理方法對(duì)螺紋鋼進(jìn)行耐蝕處理，其一是螺紋鋼在自制的冷卻劑（CQ）中淬火，另一種是在常溫下自組裝。采用大氣暴露實(shí)驗(yàn)、干濕交替循環(huán)加速腐蝕實(shí)驗(yàn)和電化學(xué)測(cè)試研究了表面化學(xué)處理對(duì)螺紋鋼耐蝕性能的影響，并通過(guò)SEM、XRD和FT-IR等分析手段探討了經(jīng)表面化學(xué)處理后螺紋鋼的耐蝕機(jī)理。
　　結(jié)果表明，螺紋鋼的耐蝕性能隨著CQ中粘度調(diào)節(jié)劑、腐蝕抑制劑和鉬酸鈉用量的增加而提高，最佳用量為粘度調(diào)節(jié)劑0

2、.30wt％、腐蝕抑制劑1.50wt%和鉬酸鈉0.01wt%。另外，隨著CQ中防腐劑用量的增加螺紋鋼的耐蝕性能先提高后下降，最佳用量為0.45wt%。此時(shí)，水冷螺紋鋼經(jīng)CQ快速冷卻后（即水冷-CQ冷螺紋鋼）的耐蝕性能明顯優(yōu)于水冷的，如大氣中暴露60天后，水冷-CQ冷螺紋鋼的緩蝕率較水冷的提高了約39%；干濕交替循環(huán)加速腐蝕10個(gè)周期后，水冷-CQ冷螺紋鋼的緩蝕率較水冷的提高了約96%。電化學(xué)測(cè)試表明，水冷-CQ冷螺紋鋼表面氧化膜具有高自

3、腐蝕電位、低腐蝕電流密度和高極化電阻。SEM觀察顯示水冷-CQ冷螺紋鋼表面氧化膜厚而致密，厚度約為56μm；而水冷的薄而疏松，厚度僅為29μm。XRD和FT-IR結(jié)果表明兩種氧化膜均由n型半導(dǎo)體（Fe2O3和Fe3O4）和p型半導(dǎo)體（2FeO·SiO2和FeO）組成，但n型半導(dǎo)體與p型半導(dǎo)體的質(zhì)量比即膜層保護(hù)性系數(shù)（PAIS）從水冷時(shí)的0.45提升到水冷-CQ冷的24。同時(shí)，XRD、SEM和TPR等結(jié)果表明，冷卻劑對(duì)螺紋鋼大氣腐蝕產(chǎn)物物

4、相組成無(wú)影響(含F(xiàn)e3O4/γ-Fe2O3、α-FeO(OH)、β-FeO(OH)、γ-FeO(OH)和α-Fe2O3)，但影響其相對(duì)含量，從而改變銹層保護(hù)性系數(shù)（PAI*）。水冷和水冷-CQ冷螺紋鋼的PAI*分別為0.583和0.593。因此，水冷-CQ冷螺紋鋼表面氧化膜厚而致密，且在大氣腐蝕過(guò)程中生成了相對(duì)穩(wěn)定致密的銹層，從而減緩了腐蝕反應(yīng)，對(duì)螺紋鋼起一定的保護(hù)作用。
　　常溫下自組裝螺紋鋼的緩蝕率隨著組裝劑中緩蝕劑用量的增加

5、而增大，隨著表面活性劑用量的增加以及組裝時(shí)間的延長(zhǎng)先增大后減小。組裝劑的較佳組成為緩蝕劑0.5wt%、表面活性劑0.20wt%，最佳組裝時(shí)間為24h。此時(shí)，組裝后螺紋鋼的緩蝕率隨著CCT的周期數(shù)增加先增大后減小，當(dāng)該周期數(shù)為5時(shí)，其緩蝕率最大。在大氣中暴露18天后，組裝螺紋鋼的耐蝕性能明顯優(yōu)于未組裝的，如組裝的去皮螺紋鋼的緩蝕率較未組裝的去皮螺紋鋼的高39%，而組裝的未去皮螺紋鋼的緩蝕率較未組裝的未去皮螺紋鋼的高46%。SEM結(jié)果證實(shí)了