BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM
HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
……..….***…………
HOÀNG LÂM HỒNG
NGHIÊN CỨU SỰ HÌNH THÀNH LỚP BẢO VỆ VÀ
KHẢ NĂNG CHỐNG ĂN MÒN CỦA THÉP BỀN THỜI TIẾT
TRONG ĐIỀU KIỆN KHÍ HẬU NHIỆT ĐỚI VIỆT NAM
LUẬN ÁN TIẾN SĨ
CHUYÊN NGÀNH: KIM LOẠI HỌC
HÀ NỘI, 2019
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM
HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
……..….***…………
HOÀNG LÂM HỒNG
NGHIÊN CỨU SỰ HÌNH THÀNH LỚP BẢO VỆ VÀ
KHẢ NĂNG CHỐNG ĂN MÒN CỦA THÉP BỀN THỜI TIẾT
TRONG ĐIỀU KIỆN KHÍ HẬU NHIỆT ĐỚI VIỆT NAM
CHUYÊN NGÀNH: KIM LOẠI HỌC
MÃ SỐ: 9.44.01.29
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS. TS. LÊ THỊ HỒNG LIÊN
TS. PHẠM THI SAN
HÀ NỘI, 2019
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan luận án này là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu,
kết quả trong luận án là trung thực và chưa được công bố trong bất kỳ công trình
nào mà không có tôi tham gia.
Tác giả
Hoàng Lâm Hồng
LỜI CẢM ƠN
Tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành nhất đến PGS.TS. Lê Thị Hồng Liên và TS.
Phạm Thi San đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ tôi hoàn thành bản luận án này.
Tôi xin chân thành cảm ơn sự cộng tác, giúp đỡ nhiệt tình của các cán bộ trong
Trung tâm Đánh giá hư hỏng vật liệu, viện Khoa học vật liệu, đặc biệt là các đồng
nghiệp trong nhóm Hóa học nước và Ăn mòn và nhóm Phân tích cấu trúc tế vi của
vật liệu.
Tôi xin cảm ơn các đồng nghiệp thuộc viện Nghiên cứu vật liệu quốc gia Nhật bản
(NIMS) và Tập đoàn thép Nhật Bản (JFE) đã cung cấp thép Cor-Ten B để tôi tiến
hành thử nghiệm, đồng thời đã giúp tôi tiến hành phân tích cấu trúc pha định lượng
lớp sản phẩm ăn mòn trên thép sau thử nghiệm.
Tôi xin cảm ơn các cán bộ thuộc các trạm thử nghiệm đã giúp đỡ tôi trong quá
trình thử nghiệm mẫu trong tự nhiên.
Các kết quả thử nghiệm trong nội dung luận án được hoàn thành dưới sự hỗ trợ của
các đề tài Khoa học công nghệ quỹ Nafosted và đề tài Nghị định thư giữa Việt Nam
– Nhật Bản – Thái Lan. Tôi xin chân thành cảm ơn sự hỗ trợ quý giá này.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn trân trọng tới Ban lãnh đạo viện Khoa học vật liệu, bộ
phận Đào tạo viện Khoa học vật liệu đã giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi
hoàn thành tốt công việc của mình.
Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo, các đồng nghiệp, bạn bè và
người thân trong gia đình đã luôn động viên, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực
hiện luận án.
i
MỤC LỤC
DANH MỤC BẢNG……………………………………………………….......... iv
DANH MỤC HÌNH ……………………………………...……………….. …… v
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT………………………………………… ….. x
MỞ ĐẦU…………………………………………………………………….. 1
Chương 1. TỔNG QUAN VỀ ĂN MÒN THÉP BỀN THỜI TIẾT TRONG KHÍ
QUYỂN……………………………………………………………………… 4
1.1. Lịch sử phát triển của thép bền thời tiết……………………………………… 5
1.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến độ bền ăn mòn của thép bền thời tiết………… 7
1.2.1. Ảnh hưởng của điều kiện môi trường khí quyển………………………… 7
1.2.2. Ảnh hưởng của các nguyên tố hợp kim hóa đến quá trình ăn mòn thép bền
thời tiết…………………………………………………………………………. 14
1.2.2.1. Ảnh hưởng của nguyên tố phốt pho P……………………………… 15
1.2.2.2. Ảnh hưởng của nguyên tố đồng Cu………………………………… 15
1.2.2.3. Ảnh hưởng của nguyên tố crom Cr………………………………….. 18
1.2.2.4. Ảnh hưởng của nguyên tố niken Ni………………………………… 19
1.3. Đặc điểm của lớp sản phẩm ăn mòn trên thép bền thời tiết ………………… 20
1.3.1. Thành phần của lớp sản phẩm ăn mòn trên thép bền thời tiết………….. 20
1.3.2. Cấu trúc của lớp gỉ trên thép bền thời tiết…………………………….. 22
1.4. Cơ chế hình thành và phát triển của lớp sản phẩm ăn mòn trên thép bền thời
tiết……………………………………………………………………………. 23
1.4.1. Cấu trúc 2 lớp của lớp gỉ theo quan điểm của Horton……………… 23
1.4.2. Sự hình thành lớp sản phẩm ăn mòn theo cơ chế điện hóa………… 24
1.4.3. Cơ chế tạo thành lớp sản phẩm ăn mòn trên WS theo quan điểm hiện đại.. 25
1.4.4. Sự phát triển của lớp gỉ trên thép bền thời tiết khi thử nghiệm trong thời gian
dài……………………………………………………………………………… 27
1.5. Một số điều kiện giới hạn để sử dụng thép bền thời tiết ở trạng thái không sơn
phủ…………………………………………………………………………… 29