本书基于973计划项目“海洋工程装备材料腐蚀与防护关键技术基础研究”的科研成果。选用典型海洋工程用高强度结构钢E690和深海管线钢X70，通过2年以上的实海材料暴露试验，研究了E690和X70钢分别在青岛和三亚实海浪花飞溅区和我国南海800m和1200m深海区的腐蚀行为和机理（特别是点蚀和应力腐蚀机理与演化规律），以及在模拟海洋薄液环境和模拟深海环境下的腐蚀和应力腐蚀规律。本书反映了我国海洋环境腐蚀规律研究最新进展，也为发展我国高品质海洋用高强钢新品种、提升海洋用钢的服役寿命提供了重要的理论基础。
样章试读
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《材料腐蚀丛书》序
前言
第1章 E690钢在实海浪花飞溅区的腐蚀机理与演化规律 1
1.1 浪花飞溅区实海暴露试验和室内试验方法 2
1.1.1 试验材料 2
1.1.2 试验环境和方法 3
1.2 实海暴露试验和室内试验结果 4
1.2.1 实海浪花飞溅区环境 4
1.2.2 E690钢在浪花飞溅区的腐蚀形貌 6
1.2.3 E690钢实海浪花飞溅区的腐蚀动力学行为 8
1.2.4 电化学测试 10
1.2.5 锈层截面特性 12
1.3 浪花飞溅区腐蚀机理与演化规律 16
1.3.1 青岛和三亚浪花飞溅区腐蚀行为差异 16
1.3.2 浪花飞溅区锈层下的离子扩散行为 18
1.4 本章小结 19
参考文献 19
第2章 E690钢在实海浪花飞溅区的腐蚀锈层特性分析 20
2.1 实海腐蚀锈层的室内试验方法 20
2.2 锈层特性的试验结果 22
2.2.1 剥离的外锈层形貌 22
2.2.2 锈层内侧形貌和内外侧元素分布 24
2.2.3 点蚀坑内局部酸化行为 27
2.2.4 离子选择通过性测量结果 29
2.3 锈层特性的分析与讨论 32
2.3.1 实海样品锈层的半离子选择通过性 32
2.3.2 钢在浪花飞溅区锈层的离子选择通过性 34
2.3.3 钢在青岛和三亚环境的腐蚀动力学模型 35
2.4 本章小结 38
参考文献 38
第3章 E690钢在实海浪花飞溅区的点蚀机理与演化规律 39
3.1 浪花飞溅区实海暴露后的点蚀试验方法 39
3.1.1 试验样品及环境 39
3.1.2 点蚀测量 40
3.1.3 特定点蚀深度的表面粗糙度表征 42
3.2 实海暴露后的点蚀试验结果 43
3.2.1 E690钢在青岛、三亚浪花飞溅区的阔点蚀演化行为 43
3.2.2 无应力部分点蚀坑的统计结果 45
3.2.3 环境和应力的协同作用 47
3.2.4 青岛环境应力部分点蚀坑的统计结果 48
3.2.5 三亚环境应力部分点蚀坑的统计结果 51
3.2.6 二维化处理的点蚀形貌图 54
3.3 浪花飞溅区的点蚀机理与演化规律 55
3.3.1 E690钢在浪花飞溅区的昀大点蚀深度 55
3.3.2 E690钢在浪花飞溅区点蚀形貌特征 55
3.4 本章小结 59
参考文献 59
第4章 浪花飞溅区离子浓聚对E690钢应力腐蚀机理的影响 60
4.1 浪花飞溅区离子浓聚模拟试验方法 61
4.2 浪花飞溅区离子浓聚模拟应力腐蚀试验结果 61
4.2.1 不同Cl.浓度下E690钢的应力腐蚀行为 61
4.2.2 Cl.和SO2的协同作用下E690钢的应力腐蚀行为 68
4.3 离子浓聚对E690钢应力腐蚀的影响机理 73
4.4 本章小结 73
第5章 E690钢在模拟浪花飞溅区的应力腐蚀机理与演化规律 74
5.1 模拟浪花飞溅区的应力腐蚀试验方法 74
5.2 模拟浪花飞溅区的应力腐蚀试验结果 75
5.2.1 干湿交替环境下E690钢电化学行为 75
5.2.2 干湿交替环境下E690钢的应力腐蚀行为 77
5.2.3 干湿交替环境下E690钢腐蚀产物 80
5.3 模拟浪花飞溅区的应力腐蚀机理与演化规律 82
5.3.1 海洋干湿交替环境下应力腐蚀行为 82
5.3.2 海洋干湿交替环境下腐蚀产物对应力腐蚀的影响 84
5.4 本章小结 86
第6章 E690钢在模拟浪花飞溅区应力腐蚀的环境因素作用规律 88
6.1 模拟实海浪花飞溅区的试验方法 88
6.2 主要环境影响因素的试验结果 89
6.2.1 pH对E690钢在干湿交替环境中应力腐蚀行为的影响 89
6.2.2 Cl.浓度对E690钢在干湿交替环境中应力腐蚀行为的影响 96
6.3 模拟浪花飞溅区应力腐蚀的环境因素作用规律 104
6.3.1 不同pH下模拟海洋干湿交替环境中SCC裂纹扩展机理 104
6.3.2 不同Cl.浓度下模拟海洋干湿交替环境中SCC裂纹扩展机理 108
6.4 本章小结 111
第7章 E690钢在模拟浪花飞溅区与海洋全浸区应力腐蚀行为比较研究 113
7.1 模拟浪花飞溅区与海洋全浸区试验方法 113
7.2 模拟浪花飞溅区与海洋全浸区试验结果 114
7.2.1 E690钢在海洋全浸区与薄液环境中的腐蚀电化学行为比较 114
7.2.2 E690钢在海洋全浸区与薄液环境中的应力腐蚀敏感性比较 117
7.2.3 E690钢在海洋全浸区与薄液环境中的腐蚀产物比较 121
7.3 模拟浪花飞溅区与海洋全浸区应力腐蚀行为比较 122
7.3.1 海洋全浸区和海洋薄液环境中应力腐蚀行为 122
7.3.2 海洋全浸区和海洋薄液环境中腐蚀产物对应力腐蚀的影响 124
7.3.3 海洋薄液环境对裂尖行为的影响 · 126
7.4 本章小结 127
第8章 氧对E690钢在模拟浪花飞溅区应力腐蚀机理的影响规律 128
8.1 氧对模拟浪花飞溅区腐蚀影响的试验方法 129
8.2 氧对模拟浪花飞溅区应力腐蚀机理影响的试验结果 130
8.2.1 氧对受力状态下E690钢在海洋薄液环境中电化学行为的影响 130
8.2.2 氧对E690钢在海洋薄液环境中应力腐蚀行为的影响 132
8.2.3 氧对E690钢在海洋薄液环境中腐蚀产物的影响 138
8.3 氧对模拟浪花飞溅区应力腐蚀机理的影响规律 139
8.4 本章小结 142
参考文献 143
第9章 氢对E690钢在模拟浪花飞溅区应力腐蚀机理的影响规律 144
9.1 氢对模拟浪花飞溅区腐蚀影响的试验方法 145
9.2 氢对模拟浪花飞溅区应力腐蚀机理影响的试验结果 145
9.2.1 氢对受力状态下E690钢在海洋薄液环境中电化学行为的影响 145
9.2.2 氢对E690钢在海洋薄液环境中应力腐蚀行为的影响 147
9.2.3 氢对E690钢在海洋薄液环境中腐蚀产物的影响 152
9.3 氢对模拟浪花飞溅区应力腐蚀机理的影响规律 153
9.3.1 不同电流密度充氢E690钢在海洋薄液环境中的应力腐蚀行为 153
9.3.2 氢对E690钢在海洋薄液环境中应力腐蚀行为及机理的影响 155
9.4 本章小结 156
参考文献 156
第10章 应变对E690钢在模拟浪花飞溅区应力腐蚀机理的影响规律 158
10.1 应变对模拟浪花飞溅区腐蚀影响的试验方法 158
10.2 应变对模拟浪花飞溅区应力腐蚀机理影响的试验结果 159
10.2.1 应变对E690钢在海洋薄液环境中电化学行为的影响 159
10.2.2 应变对E690钢在海洋薄液环境中腐蚀行为的影响 162
10.2.3 应变对E690钢在海洋薄液环境中应力腐蚀行为的影响 164
10.2.4 应变对E690钢的海洋薄液环境中腐蚀产物的影响 166
10.3 应变对模拟浪花飞溅区应力腐蚀机理的影响规律 168
10.3.1 应变对海洋薄液环境中腐蚀行为的影响 168
10.3.2 恒位移试样表面应变分布有限元数值分析 168
10.3.3 应变对海洋薄液环境中应力腐蚀行为的影响 171
10.4 本章小结 172
参考文献 173
第11章 外加电位对E690钢在模拟浪花飞溅区应力腐蚀机理的影响规律 174
11.1 外加电位对模拟浪花飞溅区腐蚀影响的试验方法 174
11.2 外加电位对模拟浪花飞溅区应力腐蚀机理影响的试验结果 175
11.2.1 不同外加阴极电位下E690钢在薄液环境中应力腐蚀行为研究 175
11.2.2 牺牲阳极条件下E690钢在薄液环境中应力腐蚀行为的研究 182
11.3 外加电位对模拟浪花飞溅区应力腐蚀机理的影响规律 184
11.4 本章小结 185
第12章 典型金属材料在南海深海实海环境下的腐蚀机理与演化规律 186
12.1 深海实海暴露试验方法 186
12.2 深海实海暴露腐蚀试验结果 187
12.2.1 腐蚀速率分析 187
12.2.2 腐蚀宏观形貌分析 191
12.2.3 腐蚀微观形貌分析 196
12.2.4 腐蚀产物成分分析 200
12.3 典型金属材料在深海实海环境下的腐蚀机理与演化规律 207
12.3.1 铜合金深海腐蚀机理分析 207
12.3.2 铝合金深海腐蚀机理分析 208
12.3.3 镍合金局部腐蚀机理分析 210
12.4 本章小结 211
参考文献 212
第13章 深海环境因素对材料腐蚀性能的影响规律研究 213
13.1 模拟深海环境试验方法 213
13.2 模拟深海环境腐蚀试验结果 214
13.2.1 模拟海水深度的变化对QSn6.5-0.1锡青铜腐蚀行为的影响规律 214
13.2.2 模拟深海环境因素对QSn6.5-0.1锡青铜腐蚀行为的影响规律 218
13.3 深海环境因素对材料腐蚀性能的影响规律 221
13.4 本章小结 221
参考文献 222
第14章 深海环境因素对X70钢应力腐蚀敏感性的影响规律 223
14.1 模拟深海环境应力腐蚀试验方法 223
14.2 模拟深海环境应力腐蚀试验结果 224
14.2.1 X70钢的金相组织观察 224
14.2.2 深海环境因素对 X70钢腐蚀电化学行为的影响规律 224
14.2.3 X70钢的应力腐蚀敏感性随海水深度的变化规律 227
14.3 模拟深海环境中应力腐蚀机理与规律 231
14.4 本章小结 235
参考文献 · 236
第15章 氢对X70钢在深海环境中应力腐蚀敏感性的影响 237
15.1 模拟深海环境试验方法 237
15.2 氢对模拟深海环境应力腐蚀敏感性影响的试验结果 238
15.2.1 静水压力对X70钢中氢渗透行为的影响 238
15.2.2 充氢电流密度对X70钢高压下氢渗透行为的影响 240
15.2.3 充氢对X70钢在深海环境中应力腐蚀敏感性的影响 242
15.3 氢对模拟深海环境应力腐蚀敏感性的影响 246
15.4 本章小结 247
参考文献 248
第16章 应变对X70钢在深海环境中应力腐蚀的影响规律 249
16.1 模拟深海环境试验方法 249
16.2 应变对模拟深海环境应力腐蚀敏感性影响的试验结果 250
16.2.1 应变对X70钢在深海环境中腐蚀电化学行为的影响 250
16.2.2 U形弯样品表面的应变分布数值分析 256
16.2.3 弹性预应变对X70钢在深海环境中应力腐蚀敏感性的影响 258
16.2.4 塑性预应变对X70钢在深海环境中应力腐蚀敏感性的影响 262
16.3 应变对模拟深海环境应力腐蚀敏感性的影响 268
16.4 本章小结 271
参考文献 271
后记 272
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