硕士生孙正在Electrochimica Acta期刊发表论文
金属材料在使用过程中往往受到应力作用,同时材料的焊接接头处存在焊缝区、热影响区母材区等成分差异的区域,易发生电偶腐蚀。这使得焊接接头处受到多因素的腐蚀,难以通过实验进行研究。近日课题组使用COMSOL软件建立了N80钢焊缝处应力作用下三电偶腐蚀耦合模型,研究了应力作用下焊缝区、热影响区、母材区三电偶腐蚀行为及腐蚀机理。
研究发现:在弹性应力范围内,随着应力的增大焊缝各区域的电位也逐渐更正。当应力变为塑性应力时,整体电位会比转换之前更负,且阴阳极的电位差增大,提高腐蚀倾向;当焊缝区和热影响区表面存在凹陷时,随着凹陷深度的增加,阴阳极的电位差也会增大,更易发生腐蚀;在电偶腐蚀过程中,热影响区作为阳极被腐蚀,但腐蚀深度小于同为阳极的母材区,与无应力状态下相比160d后腐蚀深度明显增大。随着腐蚀的进行,焊缝区和热影响区所受的应力逐渐由塑性转化为弹性,导致其电位呈现先升高后降低到趋势。而母材区依旧存在塑性和占比逐渐增多的弹性应变,电位整体上呈先上升后下降趋势。由于电极表面形状改变等因素,电偶腐蚀的阴阳极电位差随腐蚀的进行逐渐增大。将应力状态下的电位差与无应力的电位差比较,发现随着腐蚀的进行,应力对电位差的影响先增大后减小,腐蚀120d后呈下降趋势。在应力耦合状态下,由于腐蚀产物沉积在电极表面,阻碍了离子扩散和电荷的传递,电极电流密度呈下降趋势,腐蚀速率逐渐降低。
该文章题为Numerical Simulation and Modeling of the Trielectrode-Coupled Corrosion Mechanism at the Laser-Welded Interface of N80 Steel,发表在Electrochimica Acta期刊(SCI 三区,IF = 5.5),第一作者为硕士生孙正,通讯作者为王志坤老师和胡松青老师。