การศึกษาการกัดกร่อนและสมบัติทางกลของเหล็กใหม่สำหรับหอเหล็ก

(1 คณะวิชาโลหะวิทยาและวิศวกรรมกำลัง, มหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีฉงชิ่ง, ฉงชิ่ง 401331;2 ชิโน-สิงคโปร์ (ฉงชิ่ง) บริษัท สถาบันวิจัยวัสดุความแข็งแรงสูงพิเศษ. , จำกัด. , ฉงชิ่ง 401326;3 บริษัท ฮังตะ คอมมูนิเคชั่น จำกัด. , จำกัด. , อันฮุย ซูโจว 234000, ประเทศจีน)

นามธรรม: เลือกเหล็กทาวเวอร์ Q235B หนึ่งตัวและ Q420B สามตัวที่มีองค์ประกอบโลหะผสมต่างกันสำหรับการวิเคราะห์องค์ประกอบทางเคมีโดยสเปกโตรมิเตอร์การปล่อยอะตอมมิก. สารละลาย NaCl ได้รับเลือกเป็นสภาพแวดล้อมของเหลวสำหรับการทดสอบโพลาไรเซชันของศักย์ไฟฟ้าและการทดสอบความต้านทานไฟฟ้าเคมีของคุณสมบัติการกัดกร่อน, การทดสอบการแช่สารเคมีเพื่อศึกษาสัณฐานวิทยาและผลิตภัณฑ์, วิเคราะห์สมบัติทางกลโดยการทดสอบแรงดึง. ผลการวิจัยพบว่าประสิทธิภาพการกัดกร่อนของเหล็ก Q420B ทั้งสามชนิดดีกว่าของ Q235B, เนื่องจากเนื้อหาที่แตกต่างกันของศรี, Cr และองค์ประกอบอื่นๆ, ความเสถียรของฟิล์มนิรภัยบนพื้นผิวของวัสดุแตกต่างกัน, ทำให้เกิดคุณสมบัติการกัดกร่อนที่แตกต่างกันออกไป, ปริมาณองค์ประกอบ V เพิ่มขึ้นเพื่อปรับคุณสมบัติทางกลให้เหมาะสม, การจำลองซอฟต์แวร์ JMatPro พิสูจน์แล้วว่าการเพิ่มปริมาณ Mn สามารถส่งเสริมความเสถียรของเนื้อเยื่อและปรับปรุงคุณสมบัติเชิงกล.

คำสำคัญ: เหล็กสำหรับทาวเวอร์; ประสิทธิภาพการกัดกร่อน; เส้นโค้งโพลาไรเซชัน; คุณสมบัติทางกล; เส้นโค้งการระบายความร้อนอย่างต่อเนื่อง

เหล็กที่ใช้ทำเสาถือเป็นส่วนสำคัญของระบบสื่อสาร. ความปลอดภัยของเสาสถานีฐานการสื่อสารเป็นพื้นฐานในการประกันการทำงานตามปกติของระบบสื่อสาร, และยังเป็นส่วนสำคัญของการควบคุมต้นทุนตลอดอายุการใช้งานอีกด้วย. เป็นทางเลือกแทนเหล็กฉาก Q235, เหล็กกล้าความแข็งแรงสูง Q420B แสดงให้เห็นศักยภาพการใช้งานที่ดีเยี่ยมในโครงสร้างทางวิศวกรรม เนื่องจากมีน้ำหนักเบาและมีความแข็งแรงสูง. มีข้อได้เปรียบที่ชัดเจนในเรื่องความปลอดภัยของโครงสร้าง, การประหยัดพลังงานและการรักษาสิ่งแวดล้อม, และสามารถสร้างผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจที่ดีได้. มันถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมการสื่อสาร3-4.
อาคารสถานีฐานการสื่อสารเป็นพื้นฐานของเครือข่ายการสื่อสาร. การพังหรือการพังทลายของหอคอยมักจะนำไปสู่เอฟเฟกต์โดมิโน, ส่งผลกระทบต่อหอคอยที่อยู่ติดกันหลายแห่ง, ซึ่งไม่เพียงแต่จะทำให้เกิดความสูญเสียทางเศรษฐกิจอย่างมหาศาลเท่านั้น, แต่ยังทำให้เครือข่ายการสื่อสารในระดับภูมิภาคเป็นอัมพาต, และแม้กระทั่งความวุ่นวายทางสังคม5. แม้จะมีข้อกำหนดและแนวทางการออกแบบมากมายในปัจจุบัน, การพังทลายและความเสียหายของหอคอยยังคงสามารถสังเกตได้ทั่วโลก6.
สาเหตุหนึ่งของการพังทลายและความเสียหายของอาคารก็คือสภาพแวดล้อมการให้บริการมีความซับซ้อนและหลากหลาย. พื้นผิวของวัสดุทาวเวอร์จะทำให้เกิดการกัดกร่อนในระดับที่แตกต่างกันเนื่องจากความเป็นกรดและความเป็นด่างของสิ่งแวดล้อม, ส่งผลให้
ผลที่ตามมาร้ายแรง เช่น สนิมและการสูญเสียวัสดุ. จากการวิจัยที่เกี่ยวข้อง, เหล็กที่มีความแข็งแรงสูงมีความแข็งแรงและความสามารถในการรับน้ำหนักสูง. การใช้เหล็กฉาก Q420 สามารถลดน้ำหนักวัสดุได้ 4.9%~7.8%. ถ้าเหล็กมุมขนาดใหญ่ที่มีความแข็งแรงสูง Q420B มาแทนที่เหล็กฉาก Q235B, สามารถลดน้ำหนักโดยรวมของหอคอยได้อย่างมีประสิทธิภาพ, ประหยัดเหล็ก, และลดต้นทุนการขนส่งและติดตั้ง. ดังนั้น, การพัฒนาขนาดใหญ่มีความสำคัญอย่างยิ่ง, high-strength and low-temperature impact-resistant angle steel for towers [8.
In order to explore the differences in corrosion and mechanical properties of Q420B relative to Q235B, three Q420B plates with different alloy element contents and one 235B plate were selected within the national standard range. ในเวลาเดียวกัน, the JMatPro software simulation proved that the alloy element content has an important influence on the corrosion and mechanical properties of the material7.

Experimental materials and methods

The two experimental materials were selected from 200mm×500mm×8mm plates, Q235B steel sampling number 1#, Q420B steel sampling number 2#-4#. The samples were cut according to the specifications of 10mm×10mm×8mm, polished with sandpaper, rinsed and dried, และองค์ประกอบทางเคมีของตัวอย่างถูกกำหนดโดยสเปกโตรมิเตอร์การปล่อยอะตอมมิก. ผลลัพธ์แสดงไว้ในตาราง 1.
ตัวอย่างถูกตัดด้วยข้อกำหนดเดียวกัน, ขัดเพื่อ 2000 ตาข่ายด้วยกระดาษทราย, และการกัดกร่อนพื้นผิวด้วยสารละลายกรดไนตริกแอลกอฮอล์หลังจากการขัดและทำให้แห้ง, และการสังเกตโครงสร้างจุลภาคโดยใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด. การทดลองเคมีไฟฟ้าดำเนินการที่อุณหภูมิห้องโดยใช้เวิร์กสเตชันเคมีไฟฟ้า PARSTAT4000, โดยใช้ระบบทดสอบแบบสามขั้ว, อิเล็กโทรดอ้างอิง (อีกครั้ง) ใช้อิเล็กโทรดคาโลเมล, อิเล็กโทรดเปรียบเทียบ (อีซี) ใช้อิเล็กโทรดแพลทินัม, และอิเล็กโทรดทำงาน (เรา) คือตัวอย่าง 1#~4#. วิธีแก้ไขในการทำงานคือ 3.5% สารละลาย NaCl. ในระหว่างการทดลองไฟฟ้าเคมี, เวลาทดสอบศักยภาพวงจรเปิดคือ 1200 วินาที; หลังจากการทดสอบความต้านทาน, ศักยภาพของวงจรเปิดได้รับการทดสอบซ้ำเป็นเวลา 600 วินาที. ผลการทดสอบสเปกตรัมอิมพีแดนซ์การเจาะเคมีไฟฟ้าแสดงโดยใช้สเปกตรัม Nyquist.

การทดสอบการแช่ดำเนินการที่อุณหภูมิห้อง. โดยได้เลือกกลุ่มตัวอย่างเป็น 1# ตัวอย่างและ 4# ตัวอย่างเหล็ก Q420B (องค์ประกอบทางเคมีของการทดลองทั้งสองมีปริมาณมากที่สุด). มีการกำหนดเงื่อนไขการทดลองสามประการ, คือเจือจาง HCl (พีเอช=3), NaOH (พีเอช=11) และ 5% สารละลาย NaCl. เวลาในการแช่คือ 168 ชม. หลังจากแช่ตัวเสร็จแล้ว, ตัวอย่างถูกนำออกมา, ล้างด้วยเอทานอลปราศจากน้ำแล้วเช็ดให้แห้ง. สัณฐานวิทยาของการกัดกร่อนถูกสังเกตโดยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด, และสำรวจประเภทของผลิตภัณฑ์ที่มีการกัดกร่อนโดยการสแกนพื้นผิว. สมบัติทางกลของวัสดุถูกกำหนดโดยการทดสอบแรงดึง. ตามบทบัญญัติของ “Room Temperature Tensile Test Method for Metallic Materials”, a standard specimen was taken from each of the 1#~4# samples. The specific size and shape of the standard specimen are shown in Figure 1, where the width b=30mm and the length b=30mm; the hardness test was carried out by Vickers hardness tester, และ 10 measurement points were selected. The results were averaged after removing the extreme values. In this study, the static CCT curve was obtained by simulating different gradient Mn contents through JMatPro software, and the changes in material structure and performance were further analyzed.

2 Experimental results

The SEM microstructure of the 1#~4# samples in the original state is shown in Figure 2(a). The 1# sample has irregular structure and unclear structure characteristics. The 2#~4# samples are pearlite. นอกจากจะมีทิศทางการกลิ้งที่ชัดเจนของโครงสร้างจุลภาคแล้ว, โครงสร้างเมทริกซ์เพิร์ลไลต์เป็นชั้น.
รูป 2 (ข~ค) แสดงเส้นโค้งโพลาไรเซชันและสเปกตรัม Nyquist ของตัวอย่าง 1#~4# ที่ได้รับจากเวิร์กสเตชันเคมีไฟฟ้าภายใต้เงื่อนไขของ 3.5% สารละลาย NaCl ที่เป็นกลาง. ศักยภาพในการกัดกร่อน (อี) และความหนาแน่นกระแสการกัดกร่อน (J) คำนวณจากเส้นโค้งโพลาไรเซชันแสดงไว้ในตาราง 2. ในสภาพแวดล้อมการแก้ปัญหาที่เป็นกลาง, ศักยภาพในการกัดกร่อน (อี_คอร์) ของ 1# ตัวอย่างคือ -0.863V, และศักยภาพในการกัดกร่อนของตัวอย่าง 2#~4# คือ -0.871V, -0.737วีและ -0.710V, ตามลำดับ, ซึ่งมีแนวโน้มเป็นบวกโดยรวม. ในระหว่างการทดลองไฟฟ้าเคมี, บริเวณแอโนดของตัวอย่างทั้งสี่ทั้งหมดมีระดับความทู่ที่แตกต่างกัน, ส่งผลให้เกิดความผันผวนของเส้นโค้งโพลาไรเซชันที่แตกต่างกัน, ดังแสดงในรูป 2(ข). รูป 2(ค) แสดงสเปกตรัมความต้านทานไฟฟ้าเคมีของกลุ่มตัวอย่าง 1#~4#, โดยที่รัศมีอิมพีแดนซ์ของกลุ่มตัวอย่าง 1# ไม่สมบูรณ์, ในขณะที่อิมพีแดนซ์ของกลุ่มตัวอย่าง 4# จะสมบูรณ์ที่สุด. ในสารละลายที่เป็นกลาง, ความต้านทานการกัดกร่อนของตัวอย่างทั้งสองมีความแตกต่างกันมาก. ในทางตรงกันข้าม, รัศมีความต้านทานของตัวอย่าง 2#~3# ค่อนข้างเล็ก, และความต้านทานการกัดกร่อนจะคล้ายคลึงกันในสภาพแวดล้อมของสารละลายที่เป็นกลาง.

หลังจากที่ 1# ตัวอย่างถูกแช่อยู่ในสารละลาย HCl เจือจางที่แตกต่างกันสามแบบ, NaOH และ 5% โซเดียมคลอไรด์, ภาพ SEM จะแสดงดังรูป 3. ดังที่เห็นได้จากรูปที่ 3a, ภายใต้สภาวะที่เป็นกรด, การกัดกร่อนแบบรูพรุนเกิดขึ้น, และมีหลุมการกัดกร่อนที่มีองศาและตัวเลขต่างกันบนพื้นผิวของตัวอย่าง. องค์ประกอบทางเคมีของพื้นที่การกัดกร่อนแสดงไว้ในรูปที่ 4a, และพื้นที่การกัดกร่อนส่วนใหญ่แสดงให้เห็นถึงการเสริมสมรรถนะของ O. หลังจากแช่ตัวอย่างในสารละลายที่เป็นด่างแล้ว, ในระดับภูมิภาค, หนาแน่น, และอนุภาคสีมุกที่มีรูปทรงต่างกันปรากฏบนพื้นผิวของตัวอย่าง, ดังแสดงในรูปที่ 3b; องค์ประกอบทางเคมีของอนุภาคแสดงในรูปที่ 4b, และมีเพียงสัญญาณขององค์ประกอบ O เท่านั้นที่จะแข็งแกร่งที่สุด. ดังนั้น, ในสภาพแวดล้อมที่เป็นด่าง, การเกิดออกซิเดชันที่รุนแรงเกิดขึ้นบนพื้นผิวของตัวอย่าง. การกัดกร่อนในสภาพแวดล้อมที่เป็นด่างส่วนใหญ่จะลดอายุการใช้งานของวัสดุผ่านการเกิดออกซิเดชัน. หลังจากที่ได้แช่ตัวใน 5% สารละลาย NaCl, โครงสร้างพื้นผิวของตัวอย่างไม่เกิดการกัดกร่อนอย่างเห็นได้ชัด, และประสิทธิภาพการกัดกร่อนของวัสดุค่อนข้างคงที่ในสภาพแวดล้อมของเหลวที่เป็นกลาง.

หลังจากที่ 4# ตัวอย่างถูกจุ่มลงในสารละลายสามชนิดที่แตกต่างกัน, กล่าวคือ, เจือจาง HCl, NaOH และ 5% สารละลาย NaCl, ภาพ SEM จะแสดงดังรูป 5. ในรูปที่ 5a, สังเกตได้ว่าไม่มีหลุมการกัดกร่อนและอนุภาคการกัดกร่อนในบริเวณการกัดกร่อนบนพื้นผิวของตัวอย่าง, และพื้นที่การกัดกร่อนมีขนาดเล็กและมีจุดสึกกร่อนน้อย. องค์ประกอบทางเคมีของพื้นที่การกัดกร่อนแสดงไว้ในรูปที่ 6a. มีปรากฏการณ์การเสริมสมรรถนะ O ที่ชัดเจนภายในบริเวณที่มีการกัดกร่อน, แต่ไม่มีองค์ประกอบเสริมเช่น C, และ, ซีแอล และ นา. หลังจากแช่ตัวอย่างในสารละลายที่เป็นด่างแล้ว, อนุภาคประกายมุกติดอยู่ (รูปที่ 5ข); องค์ประกอบทางเคมีของผลิตภัณฑ์ที่มีการกัดกร่อนถูกกำหนดดังแสดงในรูปที่ 6b. O มีความเข้มข้นมากขึ้นในบริเวณที่มีการกัดกร่อนบนพื้นผิวของตัวอย่าง, และปรากฏการณ์ออกซิเดชันของวัสดุนั้นร้ายแรงภายใต้สภาวะของสารละลายที่เป็นด่าง.

มะเดื่อ. 7 เส้นโค้งความเค้น-ความเครียดและเส้นโค้งการระบายความร้อนอย่างต่อเนื่อง

มะเดื่อ. 7(a) คือ เส้นโค้งความเค้น-ความเครียดของเหล็กตามทิศทางการกลิ้ง. แกนนอนคือค่าความเครียดที่ระบุของชิ้นงานทดสอบภายในความยาวเกจของเครื่องวัดการยืด 50 มม; แกนตั้งคือค่าความเค้นเฉลี่ยของหน้าตัดตรงกลางของชิ้นงานทดสอบ. เส้นโค้งความเค้น-ความเครียดรวมถึงระยะยืดหยุ่นด้วย, ระยะผลผลิต, ขั้นตอนการเสริมสร้างความเข้มแข็งและขั้นตอนความล้มเหลว. ความเครียดระยะยืดหยุ่นของ 1# ตัวอย่างมีค่าต่ำกว่าตัวอย่างอีกสามตัวอย่างอย่างมีนัยสำคัญ. ความต้านทานแรงดึงและความแข็งแรงของผลผลิตอยู่ที่ 458.9MPa และ 328MPa ตามลำดับ, และการยืดตัวเท่านั้น 27.5%. ความต้านทานแรงดึงและความแข็งแรงของผลผลิตของชิ้นงานขนาด 2#~4# นั้นเพิ่มขึ้นทั้งคู่, โดยมีค่าสูงสุดถึง 555MPa และ 379.3MPa ตามลำดับ. ช่วงการกระจายการยืดตัวคือ 25.8%~31.0%, และการยืดตัวโดยเฉลี่ยคือ 28.4%, ซึ่งมากกว่าการยืดตัวของ 1# ตัวอย่าง. โดยพิจารณาคุณสมบัติทางกลทั้งสามอย่างครอบคลุม, the 1# ชิ้นงานทดสอบมีคุณสมบัติทางกลที่แย่ที่สุด, และ 4# ชิ้นงานทดสอบมีคุณสมบัติทางกลที่ดีที่สุด.
ผลการจำลองของเส้นโค้ง CCT ที่สอดคล้องกับเนื้อหา Mn ที่แตกต่างกันจะแสดงไว้ในรูปที่. 7(ข). ในหมู่พวกเขา, F แสดงถึงเฟอร์ไรต์, P แสดงถึงไข่มุก, และ M แสดงถึงอุณหภูมิการเปลี่ยนแปลงของมาร์เทนไซต์; A_c แสดงถึงอุณหภูมิเริ่มต้นของการเปลี่ยนแปลงจากกระบวนการให้ความร้อนไปเป็นออสเทนไนต์; A_c3 หมายถึงอุณหภูมิสิ้นสุดของการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของเหล็กในขั้นตอนกระบวนการให้ความร้อนเพื่อเปลี่ยนเป็นออสเทนไนต์โดยสมบูรณ์. รูป a และ b คือความเย็นต่อเนื่อง (ซีซีที) เส้นโค้งของตัวอย่าง 1# และ 4#, ตามลำดับ. ในระหว่างกระบวนการทำความเย็นอย่างต่อเนื่องด้วยอัตราการทำความเย็นที่แตกต่างกัน, ออสเทนไนต์ที่เย็นยิ่งยวดจะได้รับการเปลี่ยนแปลงเฟสที่แตกต่างกัน, และโครงสร้างและสัณฐานวิทยาที่เกิดขึ้นก็จะเปลี่ยนแปลงตามไปด้วย.
ตามการวัด, อุณหภูมิการเปลี่ยนแปลงเริ่มต้นของออสเทนไนต์ A_c1 จุดระหว่างการให้ความร้อนของตัวอย่างดั้งเดิมคือ 722.3 ℃, และจุดสิ้นสุดการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ A_c3 คือ 849.5 ℃. ด้วยการเพิ่มอัตราการทำความเย็น, จุดเริ่มต้นของการเปลี่ยนแปลงเฟสแสดงแนวโน้มขาลง, และโครงสร้างจุลภาคจะค่อยๆ เปลี่ยนจากเฟอร์ไรต์และเพิร์ลไลต์ไปเป็นเบนไนต์. เมื่ออัตราการทำความเย็นน้อยกว่า 1°C/s, การตกตะกอนของเพิร์ลไลต์จะค่อยๆ เพิ่มขึ้น, และเบนไนต์จะปรากฏขึ้นหากการทำความเย็นดำเนินต่อไป. เมื่ออัตราการทำความเย็นถึง 1~10^∘ C/s, การตกตะกอนของเพิร์ลไลต์ถึงระดับสูงสุด. ด้วยการเพิ่มอัตราการทำความเย็น, เมื่อเกิน 10°C/s, ระยะการตกตะกอนส่วนใหญ่เป็นเบนไนต์. หากระบายความร้อนอย่างต่อเนื่อง, the supercooled austenite will eventually turn into martensite. เมื่อเนื้อหา Mn เพิ่มขึ้น, อุณหภูมิการเปลี่ยนแปลงออสเทนไนต์ระหว่างการให้ความร้อนกลายเป็น 705.9 ℃, และอุณหภูมิสิ้นสุดการเปลี่ยนแปลงกลายเป็น 822.4 ℃. อัตราต่ำสุดของการตกตะกอนสูงสุดของเพิร์ลไลท์คือมากกว่า 1°C/s, และจุดการเปลี่ยนแปลงของมาร์เทนไซต์ M ลดลง.

3 การวิเคราะห์และการอภิปราย

สาระสำคัญของเพิร์ลไลต์คือส่วนผสมเฟสของเฟอร์ไรต์และซีเมนไทต์. ตัวอย่าง 1# Q235B เป็นวัสดุที่มีเฟอร์ไรต์เป็นส่วนประกอบหลัก. ในพื้นที่อุดมด้วยซี, เนื่องจากการรักษาความผิดปกติเช่นการปลอม, การยืดหรือการอัดขึ้นรูป, พื้นที่ไมโครที่อุดมด้วย C ถูกขยายให้ใหญ่ขึ้น, ความเข้มข้นของเนื้อหา C ลดลง, และซีเมนต์ไทต์ต่อเนื่องจะตกตะกอนในสภาวะสมดุลได้ยาก. โดยจะกระจายบนพื้นผิวของเมทริกซ์ในลักษณะจุดประเท่านั้น, แสดงโครงสร้างมุกที่ไม่สม่ำเสมอ.
ศักยภาพในการกัดกร่อนของตัวอย่าง 1# ในสารละลาย NaCl คือ -0.863V, และความหนาแน่นกระแสการกัดกร่อน (เจ_คอร์) คือ -5.109A·cm^(-2). ศักยภาพในการกัดกร่อนของตัวอย่าง 4# ในสารละลาย NaCl คือ -0.710V, และความหนาแน่นกระแสการกัดกร่อนคือ -4.869A·cm^(-2). โดยทั่วไปแล้ว, ความหนาแน่นกระแสการกัดกร่อนก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น, ยิ่งมีศักยภาพในการกัดกร่อนเป็นบวกมากขึ้นเท่านั้น, ยิ่งมีรัศมีอิมพีแดนซ์มากเท่าไร, และประสิทธิภาพการกัดกร่อนของวัสดุก็จะดีขึ้น12. โดยทั่วไปความหนาแน่นกระแสการกัดกร่อนจะใช้ในการประเมินอัตราการกัดกร่อน. จะเห็นได้ว่าฟิล์มออกไซด์ เช่น Cr_2 O_3 ช่วยชะลออัตราการกัดกร่อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ. เนื่องจากสภาพแวดล้อมของเหลวอุดมไปด้วย CI, วัสดุส่วนใหญ่ผ่านการกัดกร่อนโดยการดูดซึมออกซิเจน, และ Fe ในเมทริกซ์จะถูกออกซิไดซ์เป็น Fe ออกไซด์, ซึ่ง B-FeOOH นั้นเกิดขึ้นได้ง่าย. โครงสร้างอุโมงค์ในเซลล์หน่วยช่วยให้ CI ในสารละลายกระจายออกไปได้อีก, ส่งผลให้เกิดการทำลายความเสถียรของฟิล์มพาสซีฟบนพื้นผิวของวัสดุ. เนื่องจากมันง่ายมากที่จะยึดติดกับพื้นผิวของเมทริกซ์วัสดุ, มันมีผลยับยั้งการก่อตัวของฟิล์มเฉื่อย. ใน Q235B, เนื้อหาขององค์ประกอบการผสมที่สำคัญเช่น Si, Mn, และ Cr ค่อนข้างต่ำ, และฟิล์มออกไซด์นั้นไม่ใช่เรื่องง่าย, ส่งผลให้ประสิทธิภาพการกัดกร่อนของวัสดุไม่ดี. หลังจากแช่แล้ว, สัณฐานวิทยาการกัดกร่อนของวัสดุทั้งสองในสารละลายที่ต่างกันจะแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ. ไม่มีการเปลี่ยนแปลงขนาดมหภาคบนพื้นผิวของวัสดุทั้งสองชนิด 5% สารละลาย NaCl, แต่หลังจากแช่ในสารละลายที่เป็นกรดและด่างแล้ว, ระดับการกัดกร่อนของพื้นผิวของ 1# วัสดุมีค่ามากกว่าของอย่างมีนัยสำคัญ 4# วัสดุ Q420B. เนื่องจากมีความเข้มข้นของไอออน CI สูงและมีปริมาณ Cr ต่ำ, ความเสถียรของฟิล์มพาสซีฟไม่ดี. ภายใต้สภาวะที่เป็นกรด, หลุมการกัดกร่อนปรากฏบนพื้นผิวของวัสดุพิมพ์ 1#, และมีระดับการกัดกร่อนมากกว่าวัสดุ 4#, แสดงปรากฏการณ์การกัดกร่อนแบบรูพรุน; ภายใต้สภาวะที่เป็นด่าง, อนุภาคจำนวนต่างกันปรากฏบนพื้นผิวของวัสดุทั้งสอง. หลังจากการสแกนพื้นผิว, สามารถระบุได้ว่าอนุภาคส่วนใหญ่อุดมไปด้วยออกไซด์, และการกัดกร่อนของออกซิเดชันจะลดประสิทธิภาพการกัดกร่อนของวัสดุ. ระดับการยึดเกาะของอนุภาคออกไซด์ในตัวอย่าง 1# มีค่ามากกว่าตัวอย่างมาก 4#, และความต้านทานการกัดกร่อนไม่ดี.
ในวัสดุเหล็ก, บทบาทของ V นั้นคล้ายคลึงกับบทบาทของ Cr. ผสมกับธาตุคาร์บอนจนเกิดเป็นคาร์ไบด์, ซึ่งมีผลขัดขวางการสร้างกราฟ. การเพิ่มขึ้นของปริมาณ V สามารถปรับปรุงคุณสมบัติความแข็งและแรงดึงของวัสดุได้อย่างมีประสิทธิภาพ. เนื่องจากเนื้อหาขององค์ประกอบการผสม เช่น Mn ในวัสดุจะค่อยๆ เพิ่มขึ้น, โดยจะค่อยๆ แสดงคุณสมบัติเชิงกลที่ดีเยี่ยม เช่น การยืดตัวและความแข็งแรงของผลผลิตในระหว่างกระบวนการดึง15. องค์ประกอบ Mn จะถูกกระจายจากเฟอร์ไรต์ไปจนถึงออสเทนไนต์, ทำให้ออสเทนไนต์ในท้องถิ่นค่อยๆ อุดมไปด้วย Mn. ออสเทนไนต์ที่มี Mn มากเหล่านี้จะป้องกันการเคลื่อนตัวของขอบเขตของเกรนเฟอร์ไรต์, ยับยั้งการเจริญเติบโตและการแข็งตัวของเมล็ดข้าวอีกด้วย, และปรับปรุงเสถียรภาพของออสเทนไนต์ที่อุดมด้วย Mn; ในระหว่างกระบวนการทำความร้อน, การเพิ่มขึ้นของปริมาณ Mn จะทำให้ตำแหน่งนิวเคลียสของเฟอร์ไรต์เพิ่มขึ้น, ปรับปรุงโครงสร้าง, เพิ่มความเสถียรของเฟอร์ไรต์, และลดอุณหภูมิการเปลี่ยนแปลงจากเฟอร์ไรต์เป็นออสเทนไนต์7 ได้อย่างมีประสิทธิภาพ; ธาตุผสม Mn จะสร้าง Al_6 หลังจากสารละลายหลอมอนุภาค Mn กระจายตัวอยู่ในเมทริกซ์, ปรับปรุงความแข็งของวัสดุ. เมื่อเนื้อหาเพิ่มขึ้น, จุด M ที่ส่งเสริมการเปลี่ยนแปลงของมาร์เทนซิติกจะลดลง, องค์กรได้รับการปรับปรุง, และปรับปรุงคุณสมบัติทางกลของวัสดุให้ดีขึ้น. 18

4 ข้อสรุป

(1) ประสิทธิภาพการกัดกร่อนทางเคมีไฟฟ้าของเหล็ก Q235B นั้นต่ำกว่าเหล็ก Q420B. ภายใต้สภาวะที่เป็นกรด, การกัดกร่อนแบบรูพรุนเกิดขึ้นบนพื้นผิวของเหล็ก Q235B, และระดับการกัดกร่อนนั้นมากกว่าเหล็กกล้า Q420B. ภายใต้สภาวะที่เป็นด่าง, ระดับออกซิเดชันอยู่ลึก, และอนุภาคออกไซด์ของเหล็ก Q235B ติดอยู่กับเมทริกซ์. ภายใต้ 5% สภาวะของ NaCl, ไม่มีการกัดกร่อนด้วยตาเปล่าเกิดขึ้นในวัสดุทั้งสอง. เนื่องจากการปรากฏตัวของศรี, Cr, ฯลฯ. ในเหล็ก Q420B, อัตราการกัดกร่อนค่อนข้างสูง. องค์ประกอบโลหะผสมที่มีเนื้อหาสูงช่วยเพิ่มความเสถียรของฟิล์มพาสซีฟบนพื้นผิวของวัสดุ, ลดการยึดเกาะและการบุกรุกของ CI และอัตราการออกซิเดชันของวัสดุ, และแสดงความต้านทานการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยมในสภาพแวดล้อมการใช้งานจำลอง;
(2) คุณสมบัติทางกลของเหล็ก Q420B นั้นดีกว่าเหล็ก Q235B. การเพิ่มขึ้นขององค์ประกอบโลหะผสม V ยับยั้งการเกิดกราฟิเซชันได้อย่างมีประสิทธิภาพ และปรับปรุงคุณสมบัติความแข็งและแรงดึงของวัสดุ;
(3) หลังจากที่องค์ประกอบโลหะผสมที่จำลองปริมาณ Mn เพิ่มขึ้น, เม็ดเฟอร์ไรต์ได้รับการขัดเกลาและปรับปรุงเสถียรภาพขององค์กร; อนุภาคที่กระจัดกระจายทำให้เมทริกซ์แข็งแรงขึ้น, ลดอุณหภูมิการเปลี่ยนแปลงเฟสมาร์เทนซิติก, ปรับปรุงองค์กร, และปรับปรุงคุณสมบัติทางกล.