第1章 绪论 1
1.1研究背景 1
1.2海洋大气腐蚀 2
1.2.1大气腐蚀的概念 2
1.2.2大气腐蚀学科的发展 2
1.2.3大气腐蚀的分类 3
1.2.4大气腐蚀环境的特点及影响因素 6
1.2.5海洋大气腐蚀环境的特点及影响因素 7
1.2.6大气腐蚀的机理 9
1.2.7大气腐蚀试验的研究方法 9
1.2.8大气腐蚀的危害及防护方法 14
1.2.9模拟海洋大气区的研究进展 15
1.3应力腐蚀开裂 16
1.3.1应力腐蚀开裂的特征 17
1.3.2应力腐蚀开裂的影响因素 19
1.3.3应力腐蚀开裂机理 21
1.3.4应力腐蚀开裂研究方法 24
1.3.5应力腐蚀开裂控制方法 28
1.4氢脆 29
1.4.1氢的来源 30
1.4.2氢的传输 30
1.4.3氢的存在形式 31
1.4.4氢致开裂的分类 31
1.4.5氢致开裂的机理 32
1.4.6氢脆的研究方法 34
1.4.7评定氢脆的试验方法 37
1.4.8氢脆的影响因素 38
1.4.9氢脆的预防措施 39
1.5氢与金属 40
1.5.1氢的渗入 40
1.5.2氢在金属中的溶解和扩散 42
1.5.3氢渗透研究方法 42
1.6氢对金属材料性能的影响 44
第2章 海洋大气环境下的氢渗透行为 46
2.1引言 46
2.2干湿交替作用下金属的氢渗透行为 47
2.2.1实验材料的准备 47
2.2.2实验用溶液的配制 48
2.2.3实验装置 49
2.3模拟海洋大气干湿循环条件下的氢渗透行为 50
2.3.1蒸馏水干湿循环下氢渗透行为 50
2.3.2干湿循环海水条件下金属的氢渗透行为 57
2.3.3不同H2S浓度对干湿循环海水条件下金属氢渗透的影响 61
2.3.4不同SO2浓度对干湿循环海水条件下金属氢渗透的影响 74
2.3.5 FeC13海水干湿循环条件下不锈钢的氢渗透行为 81
2.4自然蒸发条件下氢渗透行为 83
2.4.1实验材料的准备、实验溶液的配制及实验装置 83
2.4.2模拟海洋大气环境中金属的氢渗透行为 84
2.4.3不同浓度H2S对模拟海洋大气环境中金属氢渗透的影响 85
2.4.4不同浓度SO2对模拟海洋大气环境中金属氢渗透的影响 88
第3章 动载荷对氢渗透行为的影响 93
3.1引言 93
3.2研究方法 93
3.2.1试样处理 93
3.2.2环境模拟 94
3.3动载状态下钝化电流 95
3.4动载条件下模拟海洋大气环境中的氢渗透行为 97
3.5海洋大气环境中的氢渗透电流随形变的变化 101
3.5.1在pH＝3的模拟海洋大气环境液膜中氢渗透电流随形变的变化 101
3.5.2在含0.03mol／L SO2模拟海洋大气环境中的氢渗透电流随形变的变化 102
第4章 液膜下电化学行为 104
4.1薄液膜下金属腐蚀的测试方法 104
4.1.1薄液膜下金属腐蚀的电化学研究方法 104
4.1.2其他测试技术 108
4.2薄液膜环境腐蚀电化学 109
4.2.1稳态薄液膜电化学行为研究 109
4.2.2干湿交替液膜研究 110
4.2.3不同湿度条件下薄液膜研究 110
4.3奥氏体不锈钢表面模拟海洋大气环境表面液膜的变化过程 110
4.3.1实验的准备 112
4.3.2实验步骤 112
4.3.3结果与讨论 112
4.4薄液膜下的电化学测试 116
4.4.1试样处理及腐蚀环境 116
4.4.2极化曲线 117
4.4.3阻抗行为研究 120
第5章 裂纹处氢渗透行为 121
5.1海洋工程用钢薄液膜环境应力腐蚀开裂 121
5.1.1薄液环境应力腐蚀研究概述 121
5.1.2薄液膜环境裂尖行为 124
5.2不锈钢裂纹尖端周围的氢渗透行为 126
5.2.1试样处理 127
5.2.2实验步骤 127
5.2.3海水条件下裂纹尖端及裂纹侧壁处氢渗透行为 128
5.2.4含有FeC13的酸性海水条件下裂纹尖端及裂纹侧壁处氢渗透行为 128
第6章 海洋大气环境下应力腐蚀开裂敏感性研究 130
6.1引言 130
6.2研究方法 131
6.2.1实验材料的准备 132
6.2.2实验用溶液的配制 133
6.2.3实验装置及实验方法 134
6.3模拟海洋大气环境中海洋用钢应力腐蚀开裂敏感特性 134
6.3.1海洋结构钢在空气中的应力-应变曲线 134
6.3.2在模拟海洋大气环境中的应力-应变曲线 137
6.3.3在含H2S的海洋大气环境中的应力-应变曲线 141
6.3.4在含SO2的海洋大气环境中的应力-应变曲线 147
6.3.5在含有Fe3＋海水介质中的应力-应变曲线 152
6.3.6在不同温度海水介质下的应力-应变曲线 153
6.3.7在含有不同H＋和Fe3＋浓度海水介质中的应力-应变曲线 154
6.3.8自腐蚀电位下的应力-应变曲线 156
6.3.9阳极极化电位下的应力-应变曲线 157
6.3.10阴极极化电位下的应力-应变曲线 158
第7章 氢渗透电流传感器 165
7.1电化学传感器的分类 165
7.1.1电位型传感器 165
7.1.2电流型传感器 167
7.1.3电导型传感器 169
7.1.4其他腐蚀电化学传感器 169
7.2实际海洋大气环境中钢材的氢渗透 170
7.3氢渗透电流传感器原理 173
7.4传感器设计 175
第8章 海洋大气环境下的氢脆机制 178
8.1海洋大气中发生氢渗透的前提条件 178
8.1.1钢材表面氢原子的形成 178
8.1.2钢材表面氢原子的渗透 179
8.2大气环境中氢渗透的起因 180
8.3大气环境中氢渗透的影响因素 182
8.3.1干湿循环的影响 182
8.3.2空气污染物的影响 183
8.3.3腐蚀产物膜的影响 184
8.3.4材料受力状态的影响 185
8.3.5试样表面状况的影响 185
8.3.6温度的影响 186
8.3.7湿度的影响 187
8.3.8表面亚硫酸盐沉积量的影响 188
8.4不锈钢在海洋大气环境中应力腐蚀开裂敏感性及影响因素 190
第9章 应用展望 191
9.1引言 191
9.2腐蚀监测的意义 191
9.2.1电阻法 194
9.2.2极化阻力法 196
9.2.3电位监测法 198
9.2.4零电阻电流表法 198
9.2.5氢检测 199
9.3选择监测方式的原则 200
9.3.1测量所需的时间 200
9.3.2所得信息的类型 200
9.3.3响应变化的速率 200
9.3.4与生产装置行为的关系 200
9.3.5对环境的适用性 200
9.3.6腐蚀类型 200
9.3.7解释上的困难 201
9.3.8技术素养 201
9.3.9经济比较 201
9.4海洋腐蚀监测的发展现状及趋势 201
9.4.1海洋腐蚀监测的发展现状 201
9.4.2海洋腐蚀监测中可以利用的技术 202
9.4.3海洋腐蚀监测中需要大力发展的几个方面 204
9.4.4金属腐蚀监测仪器的发展及其趋势 206
9.5对后续工作的建议 207
参考文献 208