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1、辽宁石油化工大学继续教育学院论文常用结构钢在抚顺望花区土壤腐蚀行为的研究摘要随着埋地管线的应用，土壤腐蚀问题越来越受到大家的重视，本论文以铸铁和20号钢等常用结构钢为研究对象，对比研究其在抚顺望花区土壤中的腐蚀行为。 采用埋片和电化学试验对20号钢和铸铁在望花区的耐蚀性做了研究。埋片实验研究了20号钢和铸铁在望花区土壤中埋片336小时的均匀腐蚀速率，研究表明：在望花土壤中20号钢的腐蚀较严重，年腐蚀率为0.0190mm/a，铸铁腐蚀较轻，年腐蚀率为0.0075mm/a，20号钢的腐蚀速率为铸铁的2.5倍；电化学试验采用电化学阻抗谱和极化曲线研究了20号钢和铸铁在望花区饱和土壤水溶液中的腐蚀规律
2、，计算出了20号钢和铸铁的自腐蚀电位和自腐蚀电流密度，研究结果表明：20号钢的自腐蚀电位为-0.770V，铸铁的自腐蚀电位为-0.768V，两者相差不大；20号钢的自腐蚀电流密度是4.692A/cm2，年腐蚀速率为0.0549mm/a，铸铁的自腐蚀电流密度是9.025A/cm2，年腐蚀速率为0.1056mm/a，铸铁在望花地区土壤中的腐蚀性是20号钢1.92倍。该结果与埋片结果相反，是由于埋片实验中20号钢发生局部腐蚀造成的。通过本研究可得出以下结论：在重工业土壤环境下，20号钢的耐蚀性要比铸铁好。关键词：土壤腐蚀，重工业，20号钢，铸铁，望花区34AbstractWith the wide
3、application of buried pipelines, soil corrosion problem more and more be everybodys attention, this paper cast iron and 20 steel as the research object, the thesis studies in the heavy industrial corrosion behavior in the soil. In this article, the test and electrochemical test of buried for 20 stee
4、l and cast iron WangHua heavy industry corrosion was studied. Buried the 20 steel and cast iron WangHua buried in the soil of the 336 hours of uniform corrosion rate, research shows that: in the WangHua soil 20 steels corrosion has serious corrosion rate, years of 0.0190 mm/a, cast iron corrosion is
5、 lighter, annual corrosion rate of 0.0075 mm/a, corrosion rate of 20 steel is 2.5 times than cast iorn; Electrochemical experiment the electrochemical impedance spectroscopy and polarization curve 20 steel and cast iron WangHua saturated soil water solution in the corrosion rule, calculated the 20 s
6、teel and cast iron from corrosion of the potential and the corrosion current density, the results of the study show that: 20 steel from corrosion current density is 4.692A/cm2, annual corrosion rate of 0.0549 mm/a, cast iron from corrosion current density is 9.025A/cm2, annual corrosion rate of 0.10
7、56 mm/a, cast iron in the soil of corrosive is in 1.92 times that of 20 steel in WangHua saturated soil steel more corrosion resistant. Through this research can draw the following conclusions: in heavy industry environment, 20 steel is better than cast iron in corrosion resistance.Keywords: Soil co
8、rrosion, heavy industry, 20steel, cast iron, WangHua目 录摘要1Abstract2引 言51 文献综述61.1 材质简介61.1.1 20号钢61.1.2 铸铁61.2 土壤的性质与特点71.2.1我国典型土壤的特点71.2.2抚顺望花区土壤特点91.3土壤腐蚀的研究现状101.3.1 土壤腐蚀研究历史101.3.2 国外对于土壤腐蚀的研究131.3.3 国内对于土壤腐蚀的研究141.4土壤腐蚀的类型和机理151.4.1 土壤腐蚀类型151.4.2 土壤腐蚀机理151.5 影响腐蚀的因素与土壤腐蚀的危害181.5.1 影响土壤腐蚀因素181.
9、5.2 土壤腐蚀危害192 研究方法212.1 试验所用试剂与仪器212.2 浸泡腐蚀和电化学腐蚀212.2.1 埋片试验212.2.2 电化学试验223 实验结果与分析243.1 埋片法试验结果分析243.2 电化学试验结果分析253.2.1 电化学阻抗谱分析263.2.2 动电位极化曲线分析283.3 20号钢和铸铁在望花区土壤中腐蚀行为的对比30结 论32致 谢33参考文献34引 言随着国内工业不断发展，更多的大型机械设备应用到生产中去，其中很多都是埋地设备，这就不得不考虑土壤腐蚀的影响。由于不同种类的土壤情况会产生不同的影响因素，这样对材料的性能以及制造工艺的要求也就更高了，所以土壤腐
10、蚀也就更值得人们去关注。重工业环境因为其设施情况与工业产量密切相关而受到人们的关注。因此决定研究一下在重工业土壤环境中几种常用典型钢材的腐蚀现状。从而找到金属在重工业土壤中的腐蚀规律，为以后找到如何使几种常见金属在重工业地区变得更加耐蚀，制造业的生产效率更高打下基础。1 文献综述1.1 材质简介1.1.1 20号钢20钢是工程中常用的一种低碳钢，其强度不很高，但韧性好1。该钢属于优质低碳碳素钢，冷挤压、深谈淬硬钢。该钢强度低，韧性、塑性和焊接性均好。 在530以下具有满意的抗氧化能力。当硬度HB=137174时，其相对加工性为65%。该钢无回火脆性，但是长期在450以上运行会珠光体球化和石墨化
11、。主要用途：适用于制造汽车、拖拉机及一般机械制造业中建造不太重要的中小型渗碳碳氮共渗等零件，如汽车上的手刹蹄片、杠杆轴、变速箱速叉、传动被动齿轮及拖拉机上凸轮轴、悬挂均衡器轴、均衡器内外衬套等；在热轧或正火状态下用于制造受力不大，而要求韧性高的各种机械零件；在重、中型机械制造业中，如锻制或压制的拉杆、钩环、杠杆、套筒、夹具等。在汽轮机和锅炉制造业中多用于工作的管子、法兰、联箱及各种紧固件；在铁路、机车车辆上用于制造十字头、活塞等铸件。1.1.2 铸铁本论文主要研究的是球墨铸铁。球墨铸铁是通过球化和孕育处理得到球状石墨，有效地提高了铸铁的机械性能，特别是提高了塑性和韧性2，从而得到比碳钢还高的强
12、度。球墨铸铁是20世纪五十年代发展起来的一种高强度铸铁材料，其综合性能接近于钢，正是基于其优异的性能，已成功地用于铸造一些受力复杂，强度、韧性、耐磨性要求较高的零件。球墨铸铁已迅速发展为仅次于灰铸铁的、应用十分广泛的铸铁材料。析出的石墨呈球形的铸铁。球状石墨对金属基体的割裂作用比片状石墨小，使铸铁的强度达到基体组织强度的7090%，并且具有良好的韧性。球墨铸铁除铁外的化学成分通常为：含碳量3.63.8%，含硅量2.03.0%，含锰、磷、硫总量不超过1.5%和适量的稀土、镁等球化剂。球铁铸件差不多已在所有主要工业部门中得到应用，这些部门要求高的强度、塑性、韧性、耐磨性、耐严重的热和机械冲击、耐高
13、温或低温、耐腐蚀以及尺寸稳定性等。为了满足使用条件的这些变化、球墨铸铁现有许多牌号，提供了机械性能和物理性能的一个很宽的范围。1.2 土壤的性质与特点1.2.1我国典型土壤的特点国土壤资源丰富、类型繁多，世界罕见。中国主要土壤发生类型可概括为红壤、棕壤、褐土、黑土、栗钙土、漠土、潮土（包括砂姜黑土）、灌淤土、水稻土、湿土（草甸、沼泽土）、盐碱土、岩性土和高山土等12系列。 红壤系列：中国南方热带、亚热带地区的重要土壤资源，自南而北有砖红壤、燥红土（稀树草原土）、赤红壤（砖红壤化红壤）、红壤和黄壤等类型。 褐土系列：包括褐土、黑垆土和灰褐土，这类土壤在中性或碱性环境中进行腐殖质的累积，石灰的淋溶
14、和淀积作用较明显，残积一淀积粘化现象均有不同程度的表现。 黑土系列：中国温带森林草原和草原区的地带性土壤，包括灰黑土（灰色森林土）、黑土、白浆土和黑钙土。以强烈的腐殖质累积过程为特点。 栗钙土系列：包括栗钙土、棕钙土和灰钙土，是中国北方分布范围极广的一些草原土壤。这类土壤均具有较明显的腐殖质累积和石灰的淋溶一淀积过程，并多存在弱度的石膏化和盐化过程。 漠土系列：中国西北荒漠地区的重要土壤资源，包括灰漠土、灰棕漠土、棕漠土和龟裂土等，共同特征是：具有多孔状的荒漠结皮层，腐殖质含量低，石灰含量高，且表聚性强，石膏和易溶性盐分在剖面不大的深度内聚积，存在较明显的残积粘化和铁质染红现象以及整个剖面的厚
15、度较薄和石砾含量多（龟裂土和灰漠土除外）等。在成土过程中主要表现为钙化作用（石灰聚积）、石膏化与盐化作用、弱的铁质化作用，同时风成作用相当明显。 潮土、灌淤土系列：中国重要的农耕土壤资源，包括潮土、灌淤土、绿洲土。这类土壤是在长期耕作、施肥和灌溉的影响下所形成。在成土过程中，获得了一系列新的属性，使土壤有机质累积、土壤质地及层次排列、盐分剖面分布，都起了很大变化。 稻土系列：在中国境内，主要分布在秦岭淮河一线以南，其中长江中、下游平原、珠江三角洲、四川盆地和台湾西部平原最为集中。 水稻土是耕种活动的产物。是由各种地带性土壤、半水成土和水成土经水耕熟化培育而成，其形成过程是在季节性淹水灌溉、耕作、施肥等措施影响下，进行氧化还原交替过程、有机质的合成与分解、复盐基作用与盐基的淋溶，及粘粒的分解、聚积与迁移、淋失，使原来的土壤特征受到不同程度的改变,使剖面发生分异,而形成特有的土壤形态、理化和生物特性。 盐土：中国土壤中含可溶盐较高的盐土主要分布在北方干旱、半干旱地区，尤以内蒙古、宁夏、甘肃、清海和新疆为多。华北平原和汾、渭谷地也有零星分布。气候干旱、蒸发强烈、地势低洼、含盐地下水接近地表是盐土形成的主要条件。盐分累积的形态通常是地表出现白色盐霜，作斑块状分布。含盐量高的盐土可出现盐结皮厚度（小于3厘米）或盐结壳（大于3厘米），在结皮或结壳以下为疏松的盐与土的混合层，可由
