腐蝕速率的案例
電化學阻抗譜測試技術：簡要回顧和挑戰 | 用阻抗譜測試鎂合金腐蝕速率？
在既有的認識中，電化學阻抗譜是測試工作電極電化學阻抗的利器，在研究中大多采用電化學阻抗譜分析工作電極電化學反應的阻抗特征，通過構造模擬等效電路分析電極電化學反應的構成要素，但是很少有關于采用電化學阻抗譜分析電化學反應速率的報道。本文介紹了采用電化學阻抗譜測試工作電極的腐蝕速率，值得閱讀、思考和關注。
鎂(Mg)及其合金作為研究對象，在近二十年來引起了科學界的極大興趣。從實用角度來看，Mg是最輕的結構金屬材料，可以減少燃料消耗，從而減少溫室氣體排放。這些使得它在汽車和航空航天行業的應用前景良好。此外，鎂合金在臨床應用中也常用作可生物降解的植入物。鎂具有良好的生物相容性，是數百種人體代謝過程中的重要元素。然而，鎂是最具化學活性的金屬之一，其耐腐蝕性是限制甚至阻止其在實際服役條件下使用的關鍵因素之一。因此，獲得腐蝕速率的定量值對于鎂合金組織的壽命預測和腐蝕防護能力比較評估而言，顯得十分重要。
由于許多鎂合金的腐蝕速率值，往往會隨著暴露時間而發生非常顯著的變化，直到達到穩定狀態。因此需要在長時間的測試中測量這些值。雖然測量腐蝕速率的常用方法有失重法、析氫法和極化曲線法，但使用電化學阻抗譜法(EIS)測定腐蝕速率的方法相對較少。EIS技術的非破壞性、高精度，可重復性，以及對微小腐蝕速率測定的可靠性，該技術似乎最適合于監測腐蝕速率值，且遠低于其他技術所測量的腐蝕速率。
從科學技術的角度來看，用電化學方法測量鎂合金腐蝕速率的可實現性現在是值得懷疑的。許多研究人員通過EIS或極化曲線計算出的鎂合金腐蝕速率值，比通過重量或析氫試驗得到的值低2倍，或者更多。這也就更不用說，通過EIS估算的腐蝕速率值與析氫試驗之間獲得極好的相關性研究了。然而，這些研究僅限于腐蝕的初始階段(僅幾個小時或一天)。
展開 基于COMSOL Multiphysics的管線用鋼在3.5%NaCI溶液中的腐蝕行為研究
查閱關于溫度對金屬腐蝕速率影響的研究可以發現[7,8]，當溫度在22℃～60℃間逐漸上升時，腐蝕反應的電極反應速率跟隨溫度逐漸升高，這個過程中的電動勢也在逐漸增大，同時，電解質溶液中氧的擴散速度等相關因素會隨著溫度的改變而影響到腐蝕反應的進行[9]。另外，由于陰極反應也會隨著溫度的變化而改變腐蝕進程，因此隨著溫度的進一步升高，溫度對腐蝕速率的影響變得具有雙重性[10]。
圖4 (a)Q235鋼在3.5%NaCl溶液中浸泡30天后最大腐蝕速率隨溫度的變化情況；（b)304L鋼在3.5%NaCl溶液中浸泡30天后最大腐蝕速率隨溫度的變化情況
3 結論
本文使用COMSOL Multiphysics軟件，利用三次電流分布建立了Q235和304L不銹鋼的靜態腐蝕模型，通過模擬研究兩種鋼材在3.5%NaCl溶液中浸泡30天后的腐蝕情況，得到的腐蝕速率及腐蝕特性接近實測值，并且可以得出以下結論。
(1）對比研究兩種鋼材在3.5%NaCl溶液中的耐蝕性，其中，304L不銹鋼>Q235碳鋼，304L不銹鋼的腐蝕等級屬于輕微腐蝕，Q235碳鋼的腐蝕等級屬于有腐蝕。
(2）溫度在22℃～80℃范圍內時，Q235和304L不銹鋼的腐蝕速率隨著溫度的增加而呈現先增大后減小的趨勢，并且在溫度為60℃左右時腐蝕速率達到最大值。溫度低于60℃時，溫度的升高會導致溶液中氧的擴散以及含氧量的改變，使腐蝕速率加快；超過60℃以后，金屬的腐蝕產物及腐蝕產物膜會發生變化，鈍化作用明顯。在整個變化過程中，溫度的改變對腐蝕速率的影響比較大，而且影響過程比較復雜，因此溫度是影響腐蝕速率的一個重要因素。
(3）在3.5%NaCl模擬海水溶液中，304L不銹鋼的抗蝕性較好，而Q235碳鋼則發生了明顯的腐蝕。
展開 加氫裝置設備腐蝕類型
影響因素有：
■濃度：H2S濃度在1％（體積）以下時，隨著濃度的增加而增加，腐蝕速率急劇增加，當濃度超過1％（體積）時腐蝕速率基本不變。
■溫度：在315－480℃時，隨著溫度增加，腐蝕率相應增加，而且，溫度每增加50℃，腐蝕速率大約增加2倍。
■時間：腐蝕率隨著時間的增長而下降，一般裝置開工5000h內，腐蝕速率最高。在以后時間內腐蝕速率減小2-10倍。
■壓力：在高溫H2S+H2腐蝕中，壓力高低對腐蝕速率沒有影響，而在單純高溫氫氣中，壓力對腐蝕有很大影響。
【防護措施】高溫H2S+H2引起的是均勻腐蝕。要嚴格按照Couper曲線估算材料的腐蝕速率，合理設計選材。一般在250℃以下時，可以選用碳鋼；溫度超過250℃使用鉻鉬鋼（僅有H2存在）及或奧氏體不銹鋼(抗H2+H2S腐蝕)
3、連多硫酸腐蝕
【腐蝕部位】奧氏體不銹鋼設備（如反應器堆焊層、爐管、奧氏體不銹鋼空冷、換熱器等）。
【防護措施】選用超低碳或穩定型的奧氏體不銹鋼；制造上要盡量消除或減輕由于冷加工和焊接引起的殘余應力，并注意加工成不形成應力集中或應力集中盡可能小的結構；氮氣保護，保持設備溫度在150℃左右，中和清洗。
4、Cr-Mo鋼的回火脆性
【定義】在325~575℃溫度范圍內長時間保持或從此溫度范圍緩慢地冷卻時，其材料的破壞韌性就引起劣化的現象。這是由于鋼中的微量雜質元素和合金元素向原奧氏體晶界偏析，使晶界凝集力下降所至。材料一旦發生回火脆化，其轉變溫度就向高溫側遷移。
【腐蝕部位】使用Cr-Mo鋼的部位，主要發生在2.25Cr-1Mo和3Cr-1Mo材質設備上(如反應器、高壓換熱器、熱高分等)。
展開 表面處理技術分享（第十九講：膜層耐蝕性的判定方法舉例）
★ 量化評估：通過視覺觀察腐蝕產物覆蓋面積與密度，或結合重量/面積測量實現量化，配合XRD、SEM-EDS等成分分析技術，可深入判斷腐蝕機制（如紅色三氧化二鐵對應富氧腐蝕）。
3、稱重法：定量腐蝕速率的核心手段
作為最基礎的定量方法，稱重法通過重量變化計算腐蝕速率，其關鍵技術點如下：
★ 方法選擇：腐蝕產物易清除時用失重法，產物致密附著時用增重法，核心是確保腐蝕產物清除徹底且不損傷基體。
★ 速率計算：以g/(m2·h)或mm/a為單位，換算公式為V=ΔW×8760/(ρ×A×t)（ΔW為失重、ρ為材料密度、A為試樣面積、t為試驗周期）。
★ 設備要求：需使用精度≥0.1mg的分析天平，試樣需經脫脂、干燥處理至恒重，避免環境因素影響稱量準確性。
三、兩種輔助判定方法
1、電化學方法：快速揭示腐蝕機理
★ 極化曲線法：采用三電極體系，掃描速率0.1-10mV/s，活性材料關注腐蝕電流（icorr），鈍性材料重點評估擊破電位（Eb）與維鈍電流（ipass），數值越優則耐蝕性越強。
★ 電化學阻抗譜（EIS）：施加10mV交流信號，頻率范圍10mHz-100kHz，通過等效電路（Rs溶液電阻、Cdl雙電層電容等）分析涂層完整性，阻抗值越高表明防護效果越好。
★ 線性極化電阻法：小幅度極化（±10mV）測量極化電阻，快速估算腐蝕速率，適用于現場監測與快速篩選。
2、表面形貌與附著力測試
★ 形貌分析：光學顯微鏡（50-1000倍）觀察宏觀缺陷，SEM（最高10000倍）清晰呈現腐蝕坑三維形貌，三維表面形貌儀量化腐蝕深度與表面積，為微觀腐蝕評估提供依據。
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表面處理技術分享（第八講：一種更科學的協同測試評估方法（對比鹽霧和UV測試））
一、鹽霧與抗UV測試的標準體系及方法
二、鹽霧與UV輻射的協同作用機理
1、光催化腐蝕
金屬表面腐蝕產物（如FeOOH、ZnO）具半導體特性，UV照射下產生光生電子-空穴對，形成光伏效應。光生空穴加速陽極溶解（Fe→Fe2?+2e?），電子參與陰極氧還原反應，構建完整腐蝕回路。
通過對Q450鋼實驗顯示，UV照射下沉積Na?SO?的樣品腐蝕速率達238.18μA·cm?2，是黑暗環境的5倍以上。同時，UV激發的高氧化性自由基會降解緩蝕劑，進一步加速腐蝕。
2、溫度-UV協同加速破壞
溫度升高會顯著增強UV的腐蝕加速作用，30℃升至60℃時碳鋼腐蝕失重增長率達222%。高溫通過提升氧氣與離子擴散速率、改變腐蝕產物結構（γ-FeOOH減少，α-FeOOH增加）加速反應。戶外金屬表面溫度可達60℃以上，與UV輻射形成疊加效應，且30-45℃區間的加速作用比45-60℃更顯著。
3、材料差異
碳鋼在含Mg2?、K?環境中腐蝕更快，南沙海域高溫、高UV與鹽離子共同作用使其腐蝕等級極高。鋁合金易發生點蝕，NaCl與SO?協同加速腐蝕，UV則促進臭氧生成加劇氧化。鋅合金表面致密層易被Cl?破壞，UV暴露會提升其腐蝕速率。不銹鋼依賴鈍化膜防護，復合環境下膜破損易引發點蝕與縫隙腐蝕。
4、表面處理工藝影響
陽極氧化處理形成的Al?O?膜可抵御腐蝕介質，5083鋁合金涂層能阻止Cl?滲入。
噴涂工藝中，氟碳涂層性能最穩定，環氧聚硅氧烷耐干濕循環性好，丙烯酸聚氨酯保色性最差。
電鍍層完整性至關重要，微小缺陷易引發電偶腐蝕。
“陽極氧化+氣相沉積”復合技術形成多層防護，綜合性能最優。
展開 表面處理技術分享（第二十四講：鈍化反應的機理簡述）
其專業定義為：
通過化學或電化學作用，在金屬表面生成一層致密、附著力強、化學穩定性極高的氧化物或氫氧化物薄膜，使金屬從易腐蝕的活性溶解狀態，轉變為難以被侵蝕的高度穩定鈍態。
這層薄膜雖薄（通常僅幾納米至幾十納米），卻能顯著阻斷金屬與外界腐蝕介質（如空氣、水、酸堿溶液等）的接觸，從而大幅降低腐蝕速率。數據顯示，經過鈍化處理后的金屬，其腐蝕電流密度可降低3-6個數量級，相當于腐蝕速率減慢上千倍甚至上百萬倍，顯著延長金屬材料的使用壽命。
二、鈍化的兩大類型：化學鈍化與電化學鈍化
根據形成方式的不同，鈍化現象主要分為化學鈍化和電化學鈍化兩類，二者在反應機制、應用場景上各有側重：
1、化學鈍化
指金屬表面與特定化學介質發生反應，自發生成極薄的“保護膜”，實現與外界環境的隔絕。這類鈍化無需額外施加電場，反應條件溫和。
常見于日常工業生產與材料處理中。例如，鐵、鋁等金屬在濃硝酸、濃硫酸中會迅速形成鈍化膜，即便長期接觸也不會發生明顯腐蝕；又如食品罐頭的馬口鐵內壁，通過鈍化處理形成的氧化膜，既能防止鐵皮腐蝕，又能保障食品安全性。
2、電化學鈍化（又稱陽極氧化）
通過施加外部電場進行陽極極化，使金屬表面電位發生正向偏移，進而在電極表面生成穩定的金屬氧化物或鹽類薄膜。
這種鈍化方式可控性更強，能根據需求調控鈍化膜的厚度與性能，廣泛應用于精密儀器、航空航天等對防護性能要求極高的領域。例如，鋁合金的陽極氧化處理（本質屬于電化學鈍化的延伸），通過電解作用在表面形成厚度均勻的氧化膜，不僅提升耐腐蝕性，還能通過染色實現多樣化外觀效果。
展開 常減壓裝置有哪些易腐蝕點？我們該如何進行防護？
腐蝕的部位主要在初餾塔底部至換熱系統間，常壓塔中部到底部，減壓塔各側線部位，減壓渣油換熱器，均存在高溫硫和環烷酸的腐蝕。在高溫條件下，活性硫與金屬能直接反應，它出現在與物流接觸的各個部位，表現為均勻腐蝕形貌。高溫硫腐蝕與溫度、流速、硫化物的形態以及設備材質有關。溫度升高可促進非活性硫分解為活性硫，而且溫度越高腐蝕越嚴重。當溫度高于240℃時，隨溫度升高，硫腐蝕逐漸加劇，當達到350~400℃時，分解出的單質硫比H2S腐蝕更劇烈，到430℃時腐蝕到達最大值。當高溫硫化物剛開始進行腐蝕的時候，金屬表面會生成一層致密的FeS保護膜，保護金屬使腐蝕速率下降。但是，若設備內流速高或在彎頭、三通、變徑等湍流處，金屬保護膜被沖刷掉，就開始新的腐蝕；若流速更大的時候，金屬表面根本不能形成保護膜，腐蝕速率更大。環烷酸腐蝕通常發生在操作溫度介于260~400℃工段的設備中，且產生局部腐蝕。當酸值超過1.0mgKOH·g-1，腐蝕更加劇烈。環烷酸可與金屬直接反應生成環烷酸鐵，且不需要有水的參與。生成的鐵鹽溶于油，不易形成保護膜，因此，腐蝕后可形成輪廓清晰的蝕坑或流線狀槽紋。若流速較高時，流線狀的槽紋更加明顯。
03
高溫煙氣硫酸露點腐蝕
加熱爐中的燃料油在燃燒過程中生成含有SO2和SO3的高溫煙氣，在加熱爐的低溫部位，SO2和SO3與空氣中水分共同在露點部位冷凝，產生硫酸露點腐蝕，因此，加熱爐煙道腐蝕嚴重。
展開 常頂揮發線的露點腐蝕與多相流模擬
圖5 水蒸氣傳質速率云圖
從圖5中可以看出，高溫氣體遇到低溫水，水蒸氣變為過飽和狀態，發生冷凝現象（負值表示冷凝），最大傳質速率為-17.7kg/m3·s，出現在跌落區域，因為水與管道壁面發生撞擊，氣液相對速度較大，湍流作用也較強。水在跌落前，與高溫氣體接觸面積大，對總傳熱傳質貢獻最大。
圖6 氣相溫度云圖
從圖6中能看出流場出現明顯的脈動現象，高溫氣體被大尺度渦旋帶到下游，持續與水進行傳熱傳質，油氣溫度持續下降，最終在距離注水口下游約1.5m附近穩定在了69℃（342K）。
3.2 腐蝕性介質的溶解情況
圖7 氯化氫溶解速率云圖
同水蒸氣冷凝相似，氯化氫最大溶解速率也發生在跌落處，最大值為1.88e-3 kg/m3·s。這時，大量的氯化氫溶解進入水相跌落區內（也即初凝區），造成局部呈強酸性，這就是產生鹽酸低溫露點腐蝕的主要原因。
圖8 硫化氫溶解速率云圖
對于氣相中的硫化氫，其溶解情況與氯化氫并不相同，從圖8可以看出，硫化氫的最大的溶解和反向的逸出過程均出現在管道內部中間位置，這主要是由于硫化氫的溶解度相比氯化氫要低的多，因此很快達到局部飽和，當遇到高溫氣團時，硫化氫再次逸出（即圖中藍色區域）。
展開 一文盤點當前微納加工技術
刻蝕技術（etching technique），是按照掩模圖形對襯底表面或表面覆蓋薄膜進行選擇性腐蝕或剝離的技術，可分為濕法刻蝕和干法刻蝕。濕法刻蝕最普遍、也是設備成本最低的刻蝕方法。大部份的濕刻蝕液均是各向同性的，換言之，對刻蝕接觸點之任何方向腐蝕速度并無明顯差異。然而自1970年代起，報道了許多有關堿性或有機溶液腐蝕單晶硅的文章，其特點是不同的硅晶面腐蝕速率相差極大，尤其是<111>方向，足足比<100>或是<110>方向的腐蝕速率小一到兩個數量級！因此，腐蝕速率最慢的晶面，往往便是腐蝕后留下的特定面。干法刻蝕利用等離子體 (plasma) 來進行半導體薄膜材料的刻蝕加工。其中等離子體必須在真空度約10至0.001 Torr 的環境下，才有可能被激發出來；而干刻蝕采用的氣體，或轟擊質量頗巨，或化學活性極高，均能達成刻蝕的目的。其最重要的優點是能兼顧邊緣側向侵蝕現象極微與高刻蝕率兩種優點。干法刻蝕能夠滿足亞微米/納米線寬制程技術的要求，且在微納加工技術中被大量使用。
近年來，激光技術的飛速發展使的激光蝕刻技術孕育而生，類似于激光直寫技術，激光蝕刻技術通過控制聚焦的高能短波/脈沖激光束直接在基材上燒蝕材料并“雕刻”出微細結構。它不但能夠實現傳統意義的薄膜蝕刻，而且可以用來實現三維的微結構制作。飛秒高峰值功率激光于有機聚合物的介質的作用具有很多科學上很吸引人注目的特點，其中，雙光子作用下的聚合作用（two-photon polymerization, 2PP）已被成功運用于三維納米結構制作，可以制作出非常復雜、特殊的三維微細結構。
圖5. 利用2PP激光蝕刻加工的三維光子晶體
在微電子與光電子集成中，薄膜的形成方法主要有兩大類，及沉積和外延生長。沉積技術分為物理沉積、化學沉積和混合方法沉積。
展開 英國耐候鋼橋的那些事兒
耐候鋼的歷史發展在文獻中有詳細記載，有人認為可追溯到1916年，當時美國材料試驗協會開始了一項關于材料受大氣腐蝕的研究項目。無論是否存在直接影響，直到20世紀30年代，美國鋼鐵公司通過調研才開發出在工業、城市和農村環境中表現出良好耐大氣腐蝕性的新型鋼材。該公司通過添加適量的銅、磷以及其他元素成功研制出來。最初的鋼合金設計，包含銅0.30%、磷0.07%、硅0.50%、鎳0.20%和鉻0.70%，并被命名為COR-TEN A。該鋼材經過大量試驗并取得成功，最終美國鋼鐵公司提交了專利申請，于1933年獲得專利授權，并注冊商標COR-TEN?。進一步的研究促成了COR-TEN B的研發，COR-TEN B是COR-TEN A的略高合金版，磷含量更低，更適合重載荷結構，而且具有更好的斷裂韌性。COR-TEN產品如此成功，以至于80多年來，“Corten”一詞在全世界范圍內成為了耐候性或耐候鋼的代名詞。
耐候鋼的特性
在所有日常環境氣候條件下，所有裸露的結構鋼都會被腐蝕。腐蝕速率取決于鐵元素接觸到的水分和氧氣。隨著腐蝕循環的持續，形成的銹層（即氧化物）成為了一道限制水分和氧氣進一步接觸到金屬的屏障，腐蝕速率也迅速減慢。然而，對于大多數常規結構鋼，該氧化物層最終會破裂并脫落，暴露出新的表面，重新開始新的腐蝕循環。腐蝕速率的軌跡由一系列近似于直線的增量曲線組成，其速率取決于環境的侵蝕性。
什么是保溫層下腐蝕？你們廠裝置出現過保溫層下腐蝕嗎？
保溫層下水分的滯留和氧含量受溫度影響較大，碳鋼和低合金鋼CUI的敏感溫度區間為-12~175℃，奧氏體不銹鋼保溫層下應力腐蝕開裂的敏感溫度區間為60~205℃，而雙相不銹鋼應力腐蝕開裂敏感性較低。下圖為碳鋼在水中的腐蝕速率與溫度的關系。
可以看出：在開放系統中，溫度升高，水中氧含量降低，在80℃以上時，碳鋼的腐蝕速率開始明顯降低;但是在封閉系統中，隨著溫度的升高，碳鋼的腐蝕速率持續增大直至達到水分可以快速蒸發的溫度為止。
保溫材料具有一定的吸水性，其中含有的氯化物、硫酸鹽等可溶性鹽類增加了水溶液的導電性，且金屬鹽類的水解會導致溶液pH值降低，這些均對電化學腐蝕過程具有促進作用。在大量水分存在的區域，CUI的溫度上限也會隨之升高。此外，設備或管道在冷熱循環、干濕交替等工況下運行也會加速CUI。
CUI監測技術的應用
01
目視檢查
目視檢查是通過拆除設備或管道的外保溫層結構，直接觀察并配合超聲波測厚獲得保溫層下金屬材料的腐蝕及裂紋狀況的檢測方法。該方法的突出特點是簡單、直接、有效，但是，由于拆除保溫層結構工作周期長、工作量大導致成本較高，且恢復后的保溫層質量也難以得到保證，易發生二次腐蝕。鑒于以上原因，該方法在實施過程中通常又適宜于進行局部的單點檢測，難以實現全面檢查，檢查結果存在片面性，不能真實地反映保溫層下腐蝕狀況。因此，該方法更適合于企業生產管理人員的日常巡檢，針對發現保溫層結構破損的部位實現快速篩查。
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談談飛機結構的疲勞與腐蝕
在不銹鋼材里，裂紋通常會穿透晶粒，且會造成一特別的晶體面，但在某些介質中，特別是腐蝕性溶液或是高氧化物漂白劑中，裂紋會沿著晶粒邊界。在高強度合金鋼中，裂紋會沿著晶粒邊界；鋁合金基本上亦是如此。
(5) 裂紋成長的過程本身就有自我催化的作用，正在成長中的裂紋尖端局部的成長速率至少為疲勞裂紋的百倍以上，所以一旦發現應力腐蝕裂紋后就需要盡快處置。
(6) 形成裂紋需要特定的合金和環境，雖然許多環境都能產生相近的腐蝕速率，但不同的合金對應力腐蝕的敏感度差異很大。
應力腐蝕裂紋必需在腐蝕表面上有拉伸應力，此拉伸應力可以是外加，也可以是殘余應力，其中殘余應力更是問題的所在，因為它是隱藏的，在設計時常會被忽略。殘余應力的來源可能來自制造過程，如冷加工時變形不均勻、熱處理后退火冷卻速率不同；或是來自裝配時的緊配，鉚釘、螺栓變形等。
由于應力腐蝕必須是應力、敏感性合金以及特定環境下三者同時作用才會產生，故若要防止應力腐蝕，可從改變這些因素來著手：
降低應力：這有好幾種方法，如增加材料厚度或降低負載都是可行的方式。如果零件因重量關系無法增厚，可在表面上用珠擊或滾壓的方式加上壓縮殘余應力。
改變環境：抹去結構表面上沉積的水氣、污物、清潔劑殘痕等，都是很有效的預防措施。
更換材料：這是最方便的做法，若無法改變應力和環境，這也是唯一的對策。一般是改用不同熱處理方式以增強抗腐蝕能力的同型號材料，但若改用其他材料，如鋁合金改用鋁鋰合金，鋼改用鈦合金等，就需要一并考慮更改材料后全機重心改變、震動模態變更、與鄰近材料的異電位腐蝕等相關問題。
表面處理：陽極化或陰極化表面處理都會在材料表面形成保護膜，降低外界的腐蝕作用，但此種處理會降低鋁合金的疲勞強度，且陰極化處理也不能用在高強度鋼材，或是對氫脆敏感的材料，因為表面陰極化會增加氫侵入的速度。
展開 南京工大《Nature》子刊：超細孿晶，讓鎂合金兼具高強度和耐蝕性！
此外，析出硬化鎂合金中的二次相常作為負極，產生深度電偶腐蝕，特別是析出相分布不均勻，往往導致嚴重的局部腐蝕和機械完整性的迅速喪失。
變形孿晶，也用于細化晶粒和增強鎂合金。然而，由于孿晶界在應變作用下的高遷移率，往往導致同一孿晶變異體的孿晶增厚和聚并，因此，在鎂合金中制備高密度的超細孿晶是相當困難的，孿晶的強化效果也很有限。
在此，研究者報道一種通過精心設計的多向壓縮法，制備由密集的超細孿晶組成的超細晶鎂合金AZ80(晶粒尺寸~300 nm)的策略。與非平衡晶界相比，孿晶界的低能量，有效地規避了非平衡晶界對耐腐蝕性能的不利影響。除了高達469 MPa的高強度，這種超細孿晶(UFT)結構降低了一個數量級的腐蝕速率，并完全抑制了嚴重的局部腐蝕。這里提出的大規模生產可行工藝，使鎂合金的生產具有高強度和高耐腐蝕性。
圖1 高密度孿晶的微觀結構。
圖2 180°C時效24 h后的顯微組織。
圖3 在3 wt.% NaCl溶液中的腐蝕速率。
圖4 3 wt.% NaCl溶液后的腐蝕形貌。
圖5 室溫拉伸力學性能。
圖6 電化學腐蝕特性及腐蝕機理。
在此，研究者已經成功地解決了在Mg AZ80中使用量產工藝制造高密度超細孿晶的挑戰性問題。這種超細晶孿晶結構，有效地避免了超細晶鎂合金的強度-腐蝕權衡。該方法也有應用于其它鎂合金的潛力。該研究結果表明，制備超高強度和高耐腐蝕鎂合金的工業應用是可行的。（文：水生）
本文來自微信公眾號“材料科學與工程”。
展開 不銹鋼的耐蝕性能
15、堿
不銹鋼通常有較好的耐弱堿腐蝕的性能，例如氫氧化銨。對于強堿，如氫氧化鈉和氫氧化鉀，在溫度最高約為105℃、濃度最高約為50%時，奧氏體型不銹鋼有好的耐腐蝕性能，在較高的溫度和濃度，腐蝕速率可能變得顯著。當溫度高于常壓沸點（和稍低的溫度，接近50%濃度）時，奧氏體型不銹鋼就會出現應力腐蝕裂紋。
16、鹽酸液
除在某些條件下的鹵化物溶液之外，不銹鋼一般來說有極好的耐鹽酸溶液腐蝕的性能，對于酸性鹽，不銹鋼的耐腐蝕性能在一定程度上必然受鹽水解所形成的特殊的酸的影響。對于較高溫度的酸性鹽溶液，含鉬奧氏體型不銹鋼（0Cr17Ni12Mo2和0Cr19Ni13Mo3）通常比其他牌號不銹鋼耐腐蝕性能要好。
在不銹鋼用于鹵化物溶液，特別是氯化物溶液時，應考慮到即使腐蝕速率一般較低，但點蝕和（或）應力腐蝕裂紋在一定條件下也可能產生。盡管有很多在有氯化物的情況下使用不銹鋼取得極好的效果（如食品加工設備和在相對低的溫度條件下流動的海水）但必需分別考慮各種用途。點蝕或應力腐蝕裂紋是否產生，取決于環境和設備設計及操作等方面很多和因素。
展開 鋼筋混凝土的測試樣品往往太小
根據一個來自蘇黎世聯邦理工學院研究小組的說法，混凝土內部的鋼筋會經常出現局部腐蝕現象；
圖片來源：蘇黎世聯邦理工學院Ueli Angst教授。
來自蘇黎世聯邦理工學院的Ueli Angst和Bernhard Elsener教授發表了關于在實驗室內測量腐蝕速率的尺寸效應和與實際條件相比存在的潛在缺點的研究發現。
“在我們的研究項目中，我們檢查了各種尺寸的鋼筋混凝土樣本，發現腐蝕性氯化物濃度在較小的樣本中要明顯得多，并且波動比較大尺寸的樣本要大，”Angst在發布的新聞稿中說道。
引發腐蝕的氯化物最低濃度
據Angst稱，混凝土中氯化物引起的鋼筋銹蝕是混凝土基礎設施腐蝕的最主要原因，其中局部點蝕和縫隙腐蝕是最為普遍的形式，這些通常都是由于有害的環境影響而造成的，例如大氣中的二氧化碳（CO2）和除冰鹽等。多年來，鹽中的氯化物會不斷滲透到混凝土中直至對鋼筋進行腐蝕。
在以前，科學家們總是試圖通過確定引發腐蝕所需的氯化物濃度水平高低來評估腐蝕速率。“所有用于預測混凝土中引起鋼筋銹蝕的氯化物濃度的模型和方法都是基于這個概念之上”，這些教授說道。
除了視覺評估和使用無損檢測方法外，通常還要通過提取混凝土樣品進行一些其他測試以對腐蝕現象進行檢測。
“樣品中的氯離子濃度是在實驗室計算的”，Elsener說道：“如果樣品中測定的含量超過了水泥重量的0.4％這個臨界值，人們的看法是：不僅在表面附近，而且在更深的水平上，腐蝕將很快就會出現，材料將需要進行修復”。
然而，該研究小組成員認為，這些測試的準確性與暴露的鋼表面積大小密切相關，更小的樣本將導致結果的準確性偏差更大。據他們所說，目前測量的典型混凝土樣品的尺寸范圍大約是從50到200毫米。
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