稀土對(duì)低碳鋼耐大氣腐蝕性能影響探討

李云飛

摘 要：鋼材在目前的工業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐以及工程建設(shè)中有著重要的利用，明確鋼材在實(shí)踐中的應(yīng)用特點(diǎn)，了解其應(yīng)用問題，這對(duì)于全面提升鋼材的應(yīng)用效果而言有突出的意義。對(duì)當(dāng)前的鋼材應(yīng)用做分析發(fā)現(xiàn)在不少領(lǐng)域會(huì)使用到低碳鋼，這些低碳鋼在使用的過程中會(huì)受到大氣的影響而出現(xiàn)腐蝕的情況，如此一來，低碳鋼的應(yīng)用安全性和有效性會(huì)顯著降低，所以基于低碳鋼受大氣腐蝕問題進(jìn)行預(yù)防和控制有突出的現(xiàn)實(shí)價(jià)值。研究表明稀土對(duì)低碳鋼耐大氣腐蝕性能有顯著的影響，所以文章就具體的影響展開分析與討論，旨在為低碳鋼的具體利用提供指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：稀土;低碳鋼;大氣腐蝕

鋼材在當(dāng)前的社會(huì)實(shí)踐中有著重要的利用，發(fā)揮著重要的價(jià)值，所以明確鋼材應(yīng)用過程中的具體問題并討論有效的解決措施有突出的現(xiàn)實(shí)意義。研究表明，大氣當(dāng)中存在的水分以及其他的氣體會(huì)對(duì)低碳鋼形成腐蝕，從而造成低碳鋼的應(yīng)用安全性下降等問題，因此積極的研究分析低碳鋼的有效處理措施，從而預(yù)防大氣對(duì)低碳鋼的腐蝕有突出現(xiàn)實(shí)價(jià)值。有結(jié)果表明，稀土在低碳鋼耐大氣腐蝕性能增強(qiáng)方面有不錯(cuò)的效果，因此就相關(guān)內(nèi)容做討論與研究，這可以為實(shí)踐提供更加專業(yè)的理論參考。

1試驗(yàn)材料以及試驗(yàn)方法

要分析稀土對(duì)低碳鋼的耐大氣腐蝕性能，需要利用試驗(yàn)分析法。就試驗(yàn)分析法的具體利用來看，試驗(yàn)材料和實(shí)驗(yàn)方法必須要明確。

就試驗(yàn)材料而言，試驗(yàn)鋼采用200kg真空感應(yīng)爐進(jìn)行冶煉，在出鋼前進(jìn)行La-Ce混合稀土的投入，并將其澆筑成50kg的鋼錠。對(duì)其進(jìn)行鍛造后將其軋制成熱軋板。將軋制成的熱軋板做編號(hào)確定，其分別為1號(hào)鋼和2號(hào)鋼。另外，為了對(duì)比稀土鋼和低碳鋼的耐腐蝕性，選取某鋼廠按照普通生產(chǎn)方式生產(chǎn)的低碳鋼，將其標(biāo)準(zhǔn)為0號(hào)鋼。對(duì)三種試驗(yàn)鋼在大氣中進(jìn)行暴露，并確定三種試驗(yàn)鋼暴露的具體角度。在試驗(yàn)的過程中可以基于失重法進(jìn)行腐蝕率的計(jì)算[1]。

在試驗(yàn)觀察和分析的過程中，設(shè)備利用是不可缺少的，此次的實(shí)驗(yàn)中，使用S-4300型掃描電鏡對(duì)試樣的繡層截面進(jìn)行觀察。就帶銹試樣的極化曲線分析來看，主要使用電化學(xué)設(shè)備做測(cè)量，此外，在進(jìn)行繡層物相分析的時(shí)候需要使用X射線衍射儀和紅外光譜儀。

2試驗(yàn)結(jié)果分析

基于具體的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行結(jié)果分析與總結(jié)，可以進(jìn)一步的確定稀土對(duì)低碳鋼耐腐蝕性能的具體影響。以下是基于實(shí)驗(yàn)結(jié)果的具體分析與討論。

2.1大氣腐蝕失重規(guī)律

對(duì)低碳鋼腐蝕深度隨時(shí)間變化趨勢(shì)曲線進(jìn)行分析會(huì)發(fā)現(xiàn)，試驗(yàn)中選用的1號(hào)鋼和2號(hào)鋼，其在各個(gè)時(shí)間段所表現(xiàn)出的腐蝕率均要小于0號(hào)鋼，這表明在低碳鋼當(dāng)中僅添加適量的稀土元素能夠在一定成都上提高低碳鋼在大氣環(huán)境下的耐腐蝕能力。利用動(dòng)力學(xué)模型對(duì)試驗(yàn)鋼的腐蝕數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，從擬合結(jié)果來看，雖然在實(shí)驗(yàn)中，試驗(yàn)鋼的暴曬時(shí)間比較的短，數(shù)據(jù)點(diǎn)也相對(duì)偏少，但是模型與腐蝕數(shù)據(jù)之間依然有比較好的相關(guān)關(guān)系。從具體的回歸結(jié)果分析來看，兩種添加了稀土元素的試驗(yàn)鋼彼此之間的差值不大，且其受腐蝕程度均要小于碳鋼，該結(jié)果和失重結(jié)果保持著一致性?；诰唧w的分析可知，稀土元素的添加在提高低碳鋼耐腐蝕性能方面有突出的價(jià)值。

2.2繡層觀察

對(duì)試驗(yàn)中三種不同鋼的繡層進(jìn)行觀察并分析具體的結(jié)果，這于判斷稀土價(jià)值也有突出的意義。就宏觀分析來看，在大氣環(huán)境中暴露兩年的三種試驗(yàn)鋼在形貌方面的差別并不是很大，其均呈現(xiàn)出了棕紅色，分布也比較的均與。但是低碳鋼的繡層和基體的結(jié)合力表現(xiàn)比較差，其脫落現(xiàn)象和稀土鋼相比要明顯嚴(yán)重[2]。基于專業(yè)設(shè)備進(jìn)行三種試驗(yàn)鋼的繡層分析，發(fā)現(xiàn)三種在大氣中暴露了兩年的試驗(yàn)鋼均沒有出現(xiàn)繡層分層的情況，不過從截面的分析來看，稀土鋼的繡層厚度要明顯的小于低碳鋼。再者，0號(hào)鋼繡層當(dāng)中的缺陷表現(xiàn)比較的突出，且其中有比較多的裂紋和孔洞分布，而1號(hào)鋼和2號(hào)鋼的繡層則表現(xiàn)出了致密性，其與基體的附著情況表現(xiàn)良好?；诶C層的具體觀察可以確定，稀土在低碳鋼的繡層致密性加強(qiáng)和保護(hù)能力提升方面有不錯(cuò)的效果，正是因?yàn)檫@種保護(hù)，稀土鋼的腐蝕速率才會(huì)減緩。

2.3帶銹試樣極化曲線

取在空氣中暴露兩年的3種試驗(yàn)鋼帶銹試樣，將其放置在0.01mol/L的硫酸鈉溶液中并觀察極化曲線?；跓崃W(xué)做分析發(fā)現(xiàn)，稀土鋼的自腐蝕電位要明顯的高于0號(hào)鋼，這說明稀土鋼發(fā)生陽極溶解的傾向在降低?；趧?dòng)力學(xué)角度做分析，稀土鋼的陽極電流密度要明顯的小于0號(hào)鋼，且數(shù)值達(dá)到了一個(gè)數(shù)量級(jí)。另外，稀土鋼帶銹試樣已經(jīng)趨向于鈍化，這說明稀土鋼在大氣中欂櫨兩年，其形成的繡層保護(hù)膜具備致密性特點(diǎn)，這樣一來，腐蝕介質(zhì)對(duì)基體的電化學(xué)溶解會(huì)受到阻滯。綜合具體的對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，稀土鋼在抗腐蝕方面的表現(xiàn)更加的突出。

2.4繡層物相分析

就繡層的物相分析來看，主要采用兩種方法：1）繡層的XRD分析。對(duì)三種試驗(yàn)鋼的繡層X射線衍射圖譜進(jìn)行獲取，基于衍射圖譜可以確定繡層中各物相的比例結(jié)果[3]。從繡層的XRD結(jié)果分析來看，剛繡層的物相種類存在著相同的特點(diǎn)，但是各物相間的相對(duì)含量存在著非常明顯的差異。2）繡層FTIR分析。就XRD分析而言，其在分析結(jié)晶度比較差的物相時(shí)分辨能力比較低，所以在具體分析中，為了更加清楚的判斷繡層結(jié)晶物相情況，可以使用FTIR分析方法。從三種試驗(yàn)鋼繡層的標(biāo)準(zhǔn)紅外線譜對(duì)比分析來看，三種試驗(yàn)鋼的繡層成分具有相同性，不過和低碳鋼的譜線做具體的對(duì)比會(huì)發(fā)現(xiàn)稀土鋼繡層中各種鐵的羥基氧化物吸收鋒型比較寬。

結(jié)束語：

綜上所述，低碳鋼在目前的社會(huì)實(shí)踐中有重要的應(yīng)用，不過其在應(yīng)用實(shí)踐中比較容易發(fā)生腐蝕的情況，尤其是在工業(yè)大氣環(huán)境中，低碳鋼的腐蝕情況更加嚴(yán)重。低碳鋼腐蝕會(huì)影響鋼材本身的安全性和應(yīng)用效果，所以為了控制腐蝕，采取積極的措施有突出的現(xiàn)實(shí)意義。研究表明稀土的添加可以有效的緩解低碳鋼的腐蝕速率，所以分析稀土對(duì)低碳鋼耐腐蝕性能的具體影響，這可以為實(shí)踐工作開展提供指導(dǎo)。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙曉敏，呂剛，銀志軍.400MPa級(jí)稀土耐大氣腐蝕抗震鋼筋研發(fā)[J].包鋼科技，2019（6）.

[2]李濤，曹閣，劉毅.稀土Ce對(duì)7A04鋁合金耐海洋大氣腐蝕性能的影響[J].熱加工工藝，2018，047（022）：55-58.

[3]閆松濤，金瑩，許斐范，l.大氣沉積顆粒物對(duì)低碳鋼初期腐蝕行為的影響[J]. 腐蝕科學(xué)與防護(hù)技術(shù)，2019，31（5）.

（南京鋼鐵股份有限公司第一煉鋼廠，江蘇 南京 210035）