【正文】 cast iron, WangHua目 錄摘要 1Abstract 2引 言 51 文獻(xiàn)綜述 6 材質(zhì)簡(jiǎn)介 6 20號(hào)鋼 6 鑄鐵 6 土壤的性質(zhì)與特點(diǎn) 7 7 9 10 土壤腐蝕研究歷史 10 國(guó)外對(duì)于土壤腐蝕的研究 13 國(guó)內(nèi)對(duì)于土壤腐蝕的研究 14 15 土壤腐蝕類型 15 土壤腐蝕機(jī)理 15 影響腐蝕的因素與土壤腐蝕的危害 18 影響土壤腐蝕因素 18 土壤腐蝕危害 192 研究方法 21 試驗(yàn)所用試劑與儀器 21 浸泡腐蝕和電化學(xué)腐蝕 21 埋片試驗(yàn) 21 電化學(xué)試驗(yàn) 223 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析 24 埋片法試驗(yàn)結(jié)果分析 24 電化學(xué)試驗(yàn)結(jié)果分析 25 電化學(xué)阻抗譜分析 26 動(dòng)電位極化曲線分析 28 20號(hào)鋼和鑄鐵在望花區(qū)土壤中腐蝕行為的對(duì)比 30結(jié) 論 32致 謝 33參考文獻(xiàn) 34引 言隨著國(guó)內(nèi)工業(yè)不斷發(fā)展，更多的大型機(jī)械設(shè)備應(yīng)用到生產(chǎn)中去，其中很多都是埋地設(shè)備，這就不得不考慮土壤腐蝕的影響。重工業(yè)環(huán)境因?yàn)槠湓O(shè)施情況與工業(yè)產(chǎn)量密切相關(guān)而受到人們的關(guān)注。從而找到金屬在重工業(yè)土壤中的腐蝕規(guī)律，為以后找到如何使幾種常見金屬在重工業(yè)地區(qū)變得更加耐蝕，制造業(yè)的生產(chǎn)效率更高打下基礎(chǔ)。該鋼屬于優(yōu)質(zhì)低碳碳素鋼，冷擠壓、深談淬硬鋼。 在530℃以下具有滿意的抗氧化能力。該鋼無(wú)回火脆性，但是長(zhǎng)期在450℃以上運(yùn)行會(huì)珠光體球化和石墨化。在汽輪機(jī)和鍋爐制造業(yè)中多用于工作的管子、法蘭、聯(lián)箱及各種緊固件；在鐵路、機(jī)車車輛上用于制造十字頭、活塞等鑄件。球墨鑄鐵是通過(guò)球化和孕育處理得到球狀石墨，有效地提高了鑄鐵的機(jī)械性能，特別是提高了塑性和韌性[2]，從而得到比碳鋼還高的強(qiáng)度。球墨鑄鐵已迅速發(fā)展為僅次于灰鑄鐵的、應(yīng)用十分廣泛的鑄鐵材料。球狀石墨對(duì)金屬基體的割裂作用比片狀石墨小，使鑄鐵的強(qiáng)度達(dá)到基體組織強(qiáng)度的70~90%，并且具有良好的韌性。球鐵鑄件差不多已在所有主要工業(yè)部門中得到應(yīng)用，這些部門要求高的強(qiáng)度、塑性、韌性、耐磨性、耐嚴(yán)重的熱和機(jī)械沖擊、耐高溫或低溫、耐腐蝕以及尺寸穩(wěn)定性等。 土壤的性質(zhì)與特點(diǎn)國(guó)土壤資源豐富、類型繁多，世界罕見。 紅壤系列：中國(guó)南方熱帶、亞熱帶地區(qū)的重要土壤資源，自南而北有磚紅壤、燥紅土（稀樹草原土）、赤紅壤（磚紅壤化紅壤）、紅壤和黃壤等類型。 黑土系列：中國(guó)溫帶森林草原和草原區(qū)的地帶性土壤，包括灰黑土（灰色森林土）、黑土、白漿土和黑鈣土。 栗鈣土系列：包括栗鈣土、棕鈣土和灰鈣土，是中國(guó)北方分布范圍極廣的一些草原土壤。 漠土系列：中國(guó)西北荒漠地區(qū)的重要土壤資源，包括灰漠土、灰棕漠土、棕漠土和龜裂土等，共同特征是：具有多孔狀的荒漠結(jié)皮層，腐殖質(zhì)含量低，石灰含量高，且表聚性強(qiáng)，石膏和易溶性鹽分在剖面不大的深度內(nèi)聚積，存在較明顯的殘積粘化和鐵質(zhì)染紅現(xiàn)象以及整個(gè)剖面的厚度較薄和石礫含量多（龜裂土和灰漠土除外）等。 潮土、灌淤土系列：中國(guó)重要的農(nóng)耕土壤資源，包括潮土、灌淤土、綠洲土。在成土過(guò)程中，獲得了一系列新的屬性，使土壤有機(jī)質(zhì)累積、土壤質(zhì)地及層次排列、鹽分剖面分布，都起了很大變化。 水稻土是耕種活動(dòng)的產(chǎn)物。 鹽土：中國(guó)土壤中含可溶鹽較高的鹽土主要分布在北方干旱、半干旱地區(qū)，尤以內(nèi)蒙古、寧夏、甘肅、清海和新疆為多。氣候干旱、蒸發(fā)強(qiáng)烈、地勢(shì)低洼、含鹽地下水接近地表是鹽土形成的主要條件。含鹽量高的鹽土可出現(xiàn)鹽結(jié)皮厚度（小于3厘米）或鹽結(jié)殼（大于3厘米），在結(jié)皮或結(jié)殼以下為疏松的鹽與土的混合層，可由幾厘米到30～50厘米；甚或可見鹽結(jié)盤層。沿海地帶鹽分累積特點(diǎn)是整層土體均含較高鹽分。濱海地區(qū)的鹽土主要為氯化物鹽土；硫酸鹽鹽土則分布于新疆北部、甘肅河西走廊、寧夏銀川平原和內(nèi)蒙古后套地區(qū)，但面積不大。 堿土：在中國(guó)分布面積較小，大都零星分布于鹽土地區(qū)，％,但土壤溶液中普遍含有蘇打。 巖性土系列：包括紫色土、石灰土、磷質(zhì)石灰土、黃綿土（黃土性土）和風(fēng)沙土。高山土系列：高山土壤是指青藏高原和與之類似海拔，高山垂直帶最上部，在森林郁閉線以上或無(wú)林高山帶的土壤。 望花區(qū)是著名的現(xiàn)代化工業(yè)區(qū)，擁有煤炭、石油、化工、金屬冶煉等大型企業(yè)數(shù)百家。重金屬含量在望花各典型區(qū)域內(nèi)差異較大。重污染企業(yè)及周邊地區(qū)土壤重金屬鎳含量較高，均出現(xiàn)在鋼鐵廠附近，可能受鋼鐵冶煉污染所致；固體廢物填埋場(chǎng)及周邊地區(qū)土壤重金屬鋅和鎳的含量較高；污灌區(qū)及周邊地區(qū)土壤重金屬含量普遍較低；采礦區(qū)及周邊地區(qū)土壤銅和鎳含量較高。土壤反應(yīng)多呈中性到弱堿性，弱堿性土不僅降低了土壤中鐵、磷等元素的有效性，而且也抑制了土壤中微生物的活動(dòng)及其對(duì)其他養(yǎng)分的分解。這些管線置于具有一定腐蝕性的土壤中，能否長(zhǎng)期安全運(yùn)行將直接關(guān)系到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展速度、人民生命財(cái)產(chǎn)的安全與生態(tài)環(huán)境的保護(hù)因此地下管線的腐蝕與防護(hù)問(wèn)題已越來(lái)越受到各個(gè)國(guó)家的重視。研究了土壤腐蝕的影響因素、評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)和腐蝕速度[4]。才能對(duì)土壤腐蝕研究作出突破性進(jìn)展?？茖W(xué)工作者早已注意到了土壤腐蝕的危害，從而各國(guó)紛紛建立土壤網(wǎng)站，對(duì)土壤腐蝕進(jìn)行積累、分類和理論分析。美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局在土壤腐蝕的埋片試驗(yàn)上走在了世界的前列。選擇典型土壤，埋設(shè)大量的試件，確定試件的腐蝕失重和腐蝕速度。 但是，這種埋片方法，周期長(zhǎng)耗費(fèi)大，且投入的人力物力太大。但根據(jù)宏電池原理可知，土壤中的埋片試驗(yàn)，只給出了由于材料本身和材料周圍土壤所造成的腐蝕而沒有考慮由于土壤性質(zhì)差異造成的宏電池腐蝕，而大型構(gòu)筑物和長(zhǎng)輔管線上發(fā)生的腐蝕主要是由于宏電池腐蝕造成的，有時(shí)宏電池作用范圍在幾公里以上，這是埋片試驗(yàn)所不能體現(xiàn)出來(lái)的。并且埋片試驗(yàn)具有地域性，對(duì)沒有埋片區(qū)的腐蝕只能得出對(duì)比結(jié)果，而不能得到肯定的腐蝕速度，埋片試驗(yàn)不能得出所有點(diǎn)的土壤腐蝕速度。第二，通過(guò)對(duì)土壤理化性質(zhì)進(jìn)行調(diào)研分析，可以得出管線周圍理化性質(zhì)的數(shù)值。但是各個(gè)因素作用極其復(fù)雜，其綜合作用表現(xiàn)為對(duì)管線造成了腐蝕。但土壤電阻率在一年中并非一成不變，隨季節(jié)等因素的變化，電阻率也在變，并且電阻率指標(biāo)中包含了土壤含水量、含鹽量的影響成分。用土壤電阻率判定腐蝕性最多只有70%的可靠性。德國(guó)科學(xué)家還提出除土壤理化性質(zhì)外，還有環(huán)境等的綜合指標(biāo)，分別評(píng)分，用最后所得總積分來(lái)判斷腐蝕率。這就要求進(jìn)一步研究各種理化性質(zhì)對(duì)土壤中金屬腐蝕電極過(guò)程的影響。用當(dāng)?shù)赝寥雷鰧?shí)驗(yàn)，則實(shí)驗(yàn)結(jié)果不具代表性，并且很難控制土壤中的各種理化因素量的變化。埋片試驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)室土壤腐蝕實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)果具有很大的分散性，用常歸的多元回歸方法處理，很難得出可信結(jié)果。還需進(jìn)一步探討更為合理的方法解決土壤腐蝕研究中的難點(diǎn)。由斯特恩和蓋里提出的極化技術(shù)可以得出土壤中金屬腐蝕速度Ic。極化曲線上的拐點(diǎn)法可以測(cè)出土壤中的金屬腐蝕速度。由于土壤腐蝕是一種化學(xué)腐蝕，要想對(duì)反應(yīng)傾向和速度做出判斷，就必須認(rèn)真分析腐蝕反應(yīng)中陽(yáng)極過(guò)程、陰極過(guò)程的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)、探討在土壤環(huán)境中，金屬表面形成的雙電層，及在不同部位上金屬的電位差，各種理化因素及微生物對(duì)腐蝕電極過(guò)程動(dòng)力學(xué)影響，是當(dāng)前土壤腐蝕研究必須解決的問(wèn)題。在應(yīng)用電化學(xué)基礎(chǔ)理論的前提下，大力開展實(shí)驗(yàn)室土壤腐蝕研究。有人曾在實(shí)驗(yàn)室中設(shè)計(jì)了一種H型供氧差異宏電池。并給出了氧濃差宏電池效應(yīng)系數(shù)。得出氯濃差宏電池作用強(qiáng)度最大。 國(guó)外對(duì)于土壤腐蝕的研究美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局“地下腐蝕”研究項(xiàng)目的主要研究成果如下： A 銅和銅鍍鋼。在14個(gè)不同場(chǎng)地埋入地中13年，根據(jù)重量測(cè)量，106。 B 鍍鋅鋼。鍍鋅層下的鋼出現(xiàn)了點(diǎn)蝕。數(shù)據(jù)顯示，鍍鋅鋼件的平均腐蝕速率與鋅基本一致，但是點(diǎn)蝕穿透率明顯低于鋅；而且當(dāng)大部分鍍層被腐蝕后，腐蝕速率降低。包不銹鋼的鋼接地棒基本沒有腐蝕。美國(guó)國(guó)家接地研究計(jì)劃的試驗(yàn)材料包括了鍍鋅鋼和電鍍銅材料。結(jié)果表明，鍍鋅鋼出現(xiàn)了中等到嚴(yán)重的腐蝕，電鍍銅導(dǎo)體只有輕微的腐蝕。電鍍銅棒的腐蝕速度是它的1/25。另外，從8~，包括英國(guó)BS7430和美國(guó)的UL467。以上大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明：銅、不銹鋼的耐腐蝕性遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于鍍鋅鋼，但是他們?cè)谔厥馔寥乐械母g也是不能忽略的，而且不同材質(zhì)不銹鋼的耐腐蝕性不同。鋅材的腐蝕速率與鍍鋅鋼的腐蝕速度相當(dāng)，因此鋅包鋼從包覆層的腐蝕速度上來(lái)說(shuō)沒有明顯優(yōu)勢(shì)，主要是利用其陰極保護(hù)能力犧牲自己來(lái)實(shí)現(xiàn)保護(hù)其他金屬構(gòu)件的目的[5]。電信科學(xué)技術(shù)第五研究所采用自然埋藏的研究方法，對(duì)線纜金屬材料銅、 鋁、 鉛在我國(guó)各種土壤中的腐蝕進(jìn)行研究[67]，結(jié)果表明：銅、鋁、鉛平均腐蝕率隨時(shí)間變化規(guī)律基本遵循方程式V=At；銅在內(nèi)陸鹽土，鋁在堿性土壤，鉛在酸性土及潮濕草甸土、紫色土中呈局部斑點(diǎn)腐蝕；局部腐蝕產(chǎn)物不具保護(hù)性。該所還研究了1Cr11Cr18Ni9Ti兩種不銹鋼在酸性、中性及堿性土壤中經(jīng)過(guò)1年、3年、5年3個(gè)試驗(yàn)周期后的腐蝕特征[8]，結(jié)果表明，1Cr18Ni9Ti耐蝕性優(yōu)于1Cr13，2種不銹鋼在酸性及中性土壤中腐蝕輕微，在高鹽堿性土壤中腐蝕嚴(yán)重，以點(diǎn)蝕為主。結(jié)果表明：完整鍍鋅層的腐蝕速率高