Q235管线钢焊接接头微区电化学行为

D01:10.133741.isml00103x.2009.0L.005 第31卷第1期 北京科技大学学报 Vol.31 No.I 2009年1月 Journal of University of Science and Technology Beijing Jan.2009 Q235管线钢焊接接头微区电化学行为 孙齐磊曹备吴荫顺 北京科技大学材料科学与工程学院腐蚀与防护中心，北京100083 摘要研究了燃气旧管道Q235管线钢焊接接头各个微观区域在土壤模拟溶液中的电化学行为.测量了各个微区的极化 曲线，测定了相关的电化学参数.结果表明，各区域的Em由低至高和im由大至小的顺序依次为：熔合线，不完全正火区，过 热区，正火区，回火区，母材，焊缝区.同一个焊接接头的七个不同热经历区域暴露于同一电解质时，也将构成一个多电极体 系.其中，熔合线和不完全正火区将成为复杂多电极体系形成的原电池中的阳极，最可能遭受到优先的腐蚀溶解：焊缝区和母 材区则是原电池中的阴极，腐蚀敏感性低且在一定程度上受到阴极保护. 关键词Q235钢：焊接接头；极化曲线：微区电化学；多电极体系 分类号TG172.4 Electrochemical behavior of various micro-areas on the welded joint of Q235 steel SUN Oi-lei.CAO Bei.WU Yin-shun Corrosion and Protection Center,School of Materials Science and Engineering.University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083.China ABSTRACT The electrochemical behavior of welded joints of used Q235 pipdine steel was investigated in soil simulation solution. Polarization curves of various micmo-areas were measured and welated electrochemical parameters were acquired.The results show that the sequence of free corrosion potential from lower to higher or the sequence of free corosion current density from higher to lower is melt mn,incomplete normalized zone,over heated zone,normalized zone,tempered zone,base metal,and weld metal.These micmo- areas of a welded joint compose a multiple electrode system when exposed to the same electmlyte.Met run and incomplete normalized zone suffer corrosion dissolution firstly as the anode of a galvanic cell composed of a complex multiple electrode system,w hile weld area and base metal are subjected to cathodic protedion as the cathode of the galvanic cel KEY WORDS Q235 steek welded joint:polarization curve;electrochemistry of microrarea multiple dectrode system 管线钢焊接时经历着一系列复杂的非平衡物理 置换下来的旧管道焊接接头，管线钢为Q235钢，化 化学过程，造成焊缝和热影响区的化学成分不均匀 学成分见表1.线切割加工成70mm×10mm× 性、晶粒粗大、组织偏析等焊接缺陷，致使焊接接头 5mm试样，试样包括焊缝、熔合线、热影响区和母 的抗腐蚀能力降低一习.埋地管线的敷设环境（土 材，其中焊缝位于试样中间部位.电化学测试试样 壤是电解质体系，因而其腐蚀过程的本质应是电化 与导线焊接后，用环氧树脂涂封.试样表面打磨至 学腐蚀.受焊接热循环的影响，焊接接头各热 2000水砂纸，抛光，3%HN03酒精溶液（体积分 经历区的微观组织存在显著差异7，把不同微观 数)侵蚀，观察各微区的显微组织，并据此加以区分， 组织区域称之为微区，焊接接头各个微区的电化学 以便分别测试各微区的电化学行为 行为称之为微区电化学. 表1实验材料Q235管线钢的化学成分（质量分数） 1实验方法 Table 1 Chemical composition of Q235 steel cut out from a pipeline % 11试样 C Mn S P Fe 结合北京市燃气危旧管道改造工程，现场截取 012-0200.30-07003000450045余量 收稿日期：2007-12-27 作者简介：孙齐磊(1977一)，男.博士研究生：曹备(1965一)，男，别研究员，博士，E-mail:beicao@63hj.com

Q235 管线钢焊接接头微区电化学行为 孙齐磊 曹 备 吴荫顺 北京科技大学材料科学与工程学院腐蚀与防护中心, 北京 100083 摘 要 研究了燃气旧管道 Q235 管线钢焊接接头各个微观区域在土壤模拟溶液中的电化学行为.测量了各个微区的极化 曲线, 测定了相关的电化学参数.结果表明, 各区域的 E corr由低至高和 i corr由大至小的顺序依次为:熔合线, 不完全正火区, 过 热区, 正火区, 回火区, 母材, 焊缝区.同一个焊接接头的七个不同热经历区域暴露于同一电解质时, 也将构成一个多电极体 系.其中, 熔合线和不完全正火区将成为复杂多电极体系形成的原电池中的阳极, 最可能遭受到优先的腐蚀溶解;焊缝区和母 材区则是原电池中的阴极, 腐蚀敏感性低且在一定程度上受到阴极保护. 关键词 Q235 钢;焊接接头 ;极化曲线;微区电化学;多电极体系 分类号 TG172.4 Electrochemical behavior of various micro-areas on the welded joint of Q235 steel SUN Qi-lei , CAO Bei, WU Yin-shun Corrosion and Protection Center, School of Mat erials Science and Engineering, University of S cience and Technology Beijing, Beijing 100083, China ABSTRACT The electrochemical behavior of welded joints of used Q235 pipeline steel was investig ated in soil simulation solutio n. Polarizatio n curves of various micro-areas were measured and rela ted electrochemical parameters were acquired .The results show that the sequence of free co rrosion potential from lower to higher or the sequence of free corrosion current density from hig her to lower is melt run, incomplete normalized zone, over heated zone, normalized zone, tempered zone, base metal, and w eld metal .These micro￾areas of a welded joint compose a multiple electrode sy stem when exposed to the same electro lyte.Melt run and incomplete normalized zone suffer corrosion dissolutio n firstly as the anode of a galvanic cell composed of a complex multiple electrode system, w hile weld area and base metal are subjected to cathodic protection as the cathode of the g alvanic cell. KEY WORDS Q235 steel;welded joint;polarization curve;electrochemistry of micro-area;multiple electrode sy stem 收稿日期:2007-12-27 作者简介:孙齐磊( 1977—) , 男, 博士研究生;曹 备( 1965—) , 男, 副研究员, 博士, E-mail:beicao @163bj.com 管线钢焊接时经历着一系列复杂的非平衡物理 化学过程, 造成焊缝和热影响区的化学成分不均匀 性、晶粒粗大 、组织偏析等焊接缺陷, 致使焊接接头 的抗腐蚀能力降低[ 1-3] .埋地管线的敷设环境( 土 壤) 是电解质体系, 因而其腐蚀过程的本质应是电化 学腐蚀[ 4-5] .受焊接热循环的影响, 焊接接头各热 经历区的微观组织存在显著差异[ 6-7] , 把不同微观 组织区域称之为微区, 焊接接头各个微区的电化学 行为称之为微区电化学. 1 实验方法 1.1 试样 结合北京市燃气危旧管道改造工程, 现场截取 置换下来的旧管道焊接接头, 管线钢为 Q235 钢, 化 学成分见表 1 .线切割加工成 70 mm ×10 mm × 5 mm试样, 试样包括焊缝、熔合线、热影响区和母 材,其中焊缝位于试样中间部位.电化学测试试样 与导线焊接后, 用环氧树脂涂封.试样表面打磨至 2 000 #水砂纸, 抛光, 3 %HNO3 酒精溶液( 体积分 数) 侵蚀, 观察各微区的显微组织, 并据此加以区分, 以便分别测试各微区的电化学行为. 表 1 实验材料 Q235 管线钢的化学成分( 质量分数) Table 1 Chemi cal composition of Q235 steel cut out from a pipeline % C Mn Si S P Fe 0.12 ～ 0.20 0.30～ 0.70 0.30 0.045 0.045 余量 第 31 卷 第 1 期 2009 年 1 月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol .31 No.1 Jan.2009 DOI :10.13374/j .issn1001 -053x.2009.01.005

。42 北京科技大学学报 第31卷 1.2电化学测量 表2J6A土壤模拟溶液的组成 为测试各微区的极化曲线，需制备专用的试样 Table 2 Composition of J6A solution gLI 用胶带封闭试样，在所要测试的部位（如焊缝、热影 NaHCO3 KCI CaClz MgS04"7H20 响区以及母材等各个不同热经历微区域暴露一个 0483 0122 0137 0.131 固定尺寸的微型小孔，其余胶带的边缘部位用硅胶 严密封闭，以防进水和产生缝隙腐蚀.实验温度为 2实验结果 室温. 使用北京中腐公司开发制造的PS一268A型电 2.1焊接接头各微区的显微组织 化学测试系统.实验采用三电极体系，参比电极采 焊接接头试样包括焊缝区、热影响区和母材区. 用饱和甘汞电极，辅助电极采用铂电极，试样为研究 对于焊接热影响区(HAZ)的显微组织分布，有不同 电极.采用管线钢现场土壤模拟溶液J6A为实验溶 的分类方法0.按其所经历热循环的差异，将焊 液（化学组成见表2）.分别测试焊缝、热影响区的各 接热影响区划分为过热区、正火区、不完全正火区和 个微区域以及母材的极化曲线，测量极化阻力R, 回火区四个微区区段. 确定零电流电位E=0以及塔菲尔常数Ba和β。，根 图1给出了Q235管线钢焊接接头试样焊缝、 据Stem-Geary方程式，利用线性极化技术可求得自 热影响区和母材的显微组织分布情况，能够清楚地 腐蚀电流密度ir,通过法拉第定律即可求得体系 分辨出各个区域的显微组织存在很大差异.焊接接 的腐蚀速度. 头试样各微区部位的金相显微组织如图2所示. 200m 3 5) 6 ①焊缝区：②熔合线：③过热区：④正火区：⑤不完全正火区：@回火区：⑦母材 图1Q235管线钢焊接接头上的显微组织变化 Fig I Distribution of metalographic microstructure on a welded joint of Q235 steel 图2()为焊缝区，此处指焊缝熔融区，主要为 产生应力腐蚀破坏的最薄弱环节. 粗大的二次结晶组织一柱状铁素体，并有少量珠光 图2（©）为正火区，又称细晶区或相变重结晶 体，少部分铁素体具有魏氏组织的形态.虽然焊缝 区，其组织为铁素体和珠光体.此区加热温度在 组织较粗大，但其晶粒尺寸较一致，化学成分接近， A3~1100℃之间.在加热过程中，铁素体和珠光 组织仍趋于平衡状态. 体全部转变为奥氏体，即产生金属的重结晶现象. 图2(b)为过热区，又称粗晶区.过热区是魏氏 由于加热温度稍高于A3,奥氏体晶粒尚未长大，冷 组织，其组织由粗大的铁素体和珠光体组成.该区 却后将获得均匀而细小的铁素体和珠光体，相当于 的加热温度范围为1100~1350℃由于受热温度 热处理时的正火组织，故又称为正火区或相变重结 很高，使奥氏体晶粒发生严重的长大现象，冷却后得 晶区. 到晶粒粗大的低热组织，故称为过热区.此区的塑 图2(d山为不完全正火区，又称不完全相变重结 性差，韧性低，成为管线钢的韧性谷区，且硬度也高. 晶区，它的温度范围在A1~A之间.由于只有一 在有的情况下，如气焊导热条件较差时，可获得魏氏 部分组织发生了相变重结晶过程，因而该区在冷却 体组织.热影响区的过热组织在焊接时，该处金属 后由发生相变的细小组织和未发生相变的粗大组织 处于局部融化状态，晶粒十分粗大且粗细不均，化学 组成.其组织是铁素体和珠光体.焊接时，加热温 成分也极不均匀，组织和成分都处于极不平衡状态. 度在Ad~A3之间的金属区域为不完全重结晶区. 所以，这种成分不同、组织粗细不均匀的混晶区是易 当低碳钢的加热温度超过A时，珠光体先转变为

1.2 电化学测量 为测试各微区的极化曲线, 需制备专用的试样 . 用胶带封闭试样, 在所要测试的部位( 如焊缝、热影 响区以及母材等各个不同热经历微区域) 暴露一个 固定尺寸的微型小孔, 其余胶带的边缘部位用硅胶 严密封闭, 以防进水和产生缝隙腐蚀.实验温度为 室温 . 使用北京中腐公司开发制造的 PS -268A 型电 化学测试系统.实验采用三电极体系, 参比电极采 用饱和甘汞电极, 辅助电极采用铂电极, 试样为研究 电极 .采用管线钢现场土壤模拟溶液 J6A 为实验溶 液( 化学组成见表2) .分别测试焊缝、热影响区的各 个微区域以及母材的极化曲线, 测量极化阻力 R p, 确定零电流电位 Ei =0以及塔菲尔常数 βa 和 βc, 根 据S tern-Geary 方程式, 利用线性极化技术可求得自 腐蚀电流密度 i corr, 通过法拉第定律即可求得体系 的腐蚀速度[ 8] . 表 2 J6A 土壤模拟溶液的组成 Tabl e 2 Composition of J6A solution g·L -1 NaHCO3 KCl CaCl2 MgSO4·7H2O 0.483 0.122 0.137 0.131 2 实验结果 2.1 焊接接头各微区的显微组织 焊接接头试样包括焊缝区、热影响区和母材区. 对于焊接热影响区( HAZ) 的显微组织分布, 有不同 的分类方法 [ 9-10] .按其所经历热循环的差异, 将焊 接热影响区划分为过热区、正火区、不完全正火区和 回火区四个微区区段. 图 1 给出了 Q235 管线钢焊接接头试样焊缝、 热影响区和母材的显微组织分布情况, 能够清楚地 分辨出各个区域的显微组织存在很大差异 .焊接接 头试样各微区部位的金相显微组织如图 2 所示 . ①焊缝区;②熔合线;③过热区;④正火区;⑤不完全正火区;⑥回火区;⑦母材 图 1 Q235 管线钢焊接接头上的显微组织变化 Fig.1 Distribution of metallographic microstructu re on a w elded join t of Q235 steel 图 2( a) 为焊缝区, 此处指焊缝熔融区, 主要为 粗大的二次结晶组织 -柱状铁素体, 并有少量珠光 体, 少部分铁素体具有魏氏组织的形态.虽然焊缝 组织较粗大, 但其晶粒尺寸较一致, 化学成分接近, 组织仍趋于平衡状态 . 图 2( b) 为过热区, 又称粗晶区.过热区是魏氏 组织, 其组织由粗大的铁素体和珠光体组成.该区 的加热温度范围为 1 100 ～ 1 350 ℃.由于受热温度 很高, 使奥氏体晶粒发生严重的长大现象, 冷却后得 到晶粒粗大的低热组织, 故称为过热区.此区的塑 性差, 韧性低, 成为管线钢的韧性谷区, 且硬度也高 . 在有的情况下, 如气焊导热条件较差时, 可获得魏氏 体组织 .热影响区的过热组织在焊接时, 该处金属 处于局部融化状态, 晶粒十分粗大且粗细不均, 化学 成分也极不均匀, 组织和成分都处于极不平衡状态 . 所以, 这种成分不同 、组织粗细不均匀的混晶区是易 产生应力腐蚀破坏的最薄弱环节 . 图 2( c) 为正火区, 又称细晶区或相变重结晶 区, 其组织为铁素体和珠光体.此区加热温度在 Ac3 ～ 1 100 ℃之间.在加热过程中, 铁素体和珠光 体全部转变为奥氏体, 即产生金属的重结晶现象. 由于加热温度稍高于 Ac3, 奥氏体晶粒尚未长大, 冷 却后将获得均匀而细小的铁素体和珠光体, 相当于 热处理时的正火组织, 故又称为正火区或相变重结 晶区. 图 2( d) 为不完全正火区, 又称不完全相变重结 晶区, 它的温度范围在 Ac1 ～ Ac3之间 .由于只有一 部分组织发生了相变重结晶过程, 因而该区在冷却 后由发生相变的细小组织和未发生相变的粗大组织 组成 .其组织是铁素体和珠光体 .焊接时, 加热温 度在 A c1 ～ A c3之间的金属区域为不完全重结晶区. 当低碳钢的加热温度超过 Ac1时, 珠光体先转变为 · 42 · 北 京 科 技 大 学 学 报 第 31 卷

第1期 孙齐磊等：Q235管线钢焊接接头微区电化学行为 43。 奥氏体.温度进一步升高时，部分铁素体逐步溶解 粒细小的铁素体和珠光体，另一部分是粗大的铁素 于奥氏体中，温度越高，溶解的越多，直至A3时铁 体.由于组织不均匀，因而其力学性能也不均匀 素体将全部溶解在奥氏体中，焊后冷却时又从奥氏 图2(e)为回火区，处于A1到回火温度区间的 体中析出细小的铁素体，一直冷却到A时，残余的 回火相变组织区.在金相组织上，碳化物随回火温 奥氏体就转变为共析组织一珠光体.由此可见， 度升高，愈接近A碳化物颗粒愈增大，铁素体从针 此区只有一部分组织发生了相变重结晶过程，而始 状形态到完全再结晶等轴形 终未溶入奥氏体的铁素体在加热时会发生长大，变 图2()为母材区，应是不受任何热影响作用的 成较粗大的铁素体组织：所以该区域金属的组织是 区域.母材的组织为带状分布的铁素体和珠光体. 不均匀的，晶粒大小不一，一部分是经过重结晶的晶 基体晶粒较细小、均匀，组织处于平衡状态 () (b) 50μm 50μm (d) 50 um 50μm e 50μm 50μm 图2Q235管线钢焊接接头上各微区的金相显微组织.（焊缝区：(b)过热区：(c正火区：(d不完全正火区：（回火区：(）母材 Fig 2 Different metalographic microstructures on a welded joint of Q235 steel;a)wel zone;(b)overheated zone (c)normalized zone;(d)in- com plete normalized zone;(e)tempered zone (f)base metal

奥氏体 .温度进一步升高时, 部分铁素体逐步溶解 于奥氏体中, 温度越高, 溶解的越多, 直至 Ac3时铁 素体将全部溶解在奥氏体中.焊后冷却时又从奥氏 体中析出细小的铁素体, 一直冷却到 A r1时, 残余的 奥氏体就转变为共析组织———珠光体 .由此可见, 此区只有一部分组织发生了相变重结晶过程, 而始 终未溶入奥氏体的铁素体在加热时会发生长大, 变 成较粗大的铁素体组织;所以该区域金属的组织是 不均匀的, 晶粒大小不一, 一部分是经过重结晶的晶 粒细小的铁素体和珠光体, 另一部分是粗大的铁素 体 .由于组织不均匀, 因而其力学性能也不均匀. 图 2( e) 为回火区, 处于 Ac1到回火温度区间的 回火相变组织区 .在金相组织上, 碳化物随回火温 度升高, 愈接近 A c1碳化物颗粒愈增大, 铁素体从针 状形态到完全再结晶等轴形 . 图 2( f) 为母材区, 应是不受任何热影响作用的 区域 .母材的组织为带状分布的铁素体和珠光体. 基体晶粒较细小、均匀, 组织处于平衡状态 . 图 2 Q235 管线钢焊接接头上各微区的金相显微组织.( a) 焊缝区;( b) 过热区;( c) 正火区;( d) 不完全正火区;( e) 回火区;( f) 母材 Fig.2 Different metallographic microstructu res on a welded joint of Q235 st eel:( a) w eld zone ;(b) overheat ed zone;( c) normalized zone ;( d) in￾com plete normalized zone ;( e) tempered zone;( f) base metal 第 1 期 孙齐磊等:Q235 管线钢焊接接头微区电化学行为 · 43 ·

。44 北京科技大学学报 第31卷 2.2焊接接头各微区的极化曲线测量 22.1母材Q235钢的极化曲线测量 -200 本文采用自行设计和研发的测试技术1山，测量 -400 了焊接接头焊缝区、熔合线、热影响区及细分的各微 区材料的极化曲线.母材的电化学性能和腐蚀性能 盖 -600 将是焊接接头及其各微区组织性能的比较基础，为 -800 此首先测试了母材的极化曲线结果（图3）.从极化 -1000 曲线上线性极化区和强极化区的分析，可以进一步 -3-2 -1 01 获得重要的电化学参数结果，分别见表3和表4. Ig [i/(mA.cm)] -200 1一母材：2一焊缝区：3一回火区：4一正火区：5一过热区：6一不完 全正火：7一熔合线 400 图4Q235管线钢焊接接头上各微区的极化曲线(J6A溶液，室 -600 温，扫描速度20mV·s) Fig.4 Polarizat ion curves of various micro-areas on a welded joint of Q235 steel (J6A solution,amhient temperature,scanning rate 20 mV-s) 1000 5 -3-2-1012 表5焊接接头各不同微区的E-0和i Ig[i/(mA.cm)] Table 5 E-oand irof various micnrareaon the welded joint of steel Q235 图3Q235管线钢焊接接头试样母材区域材料的极化曲线(J6A 溶液，室温，扫描速度20mV:s) 位置 E1-o/mV ico/(Acm2) Fig.3 Polarization curve of base metal of Q235 steel (J6A solution, 焊缝区 -585 10.2 ambient temperature,scanning rate 20 mVs) 熔合线 -721 325 过热区 -692 27.3 表3从图3极化曲线的线性极化区获得的电化学参数数据 Table 3 Dat a of dectrochemical parameters acquired fm linear polar- 正火区 -655 23.4 ization region in Fig.3 不完全正火区 -709 31.9 Eoodl Ei-d 理论失重/ 腐蚀速率/ 回火区 -647 17.8 (mV)(mV)(0.cm2)(A.cm-2)(g'dn-2-a-)(mm'a-1) 母材 -623 126 -607-623142051267 8.2 009 由表5可知，零电流电位E=o由高（相对更正 表4从图3极化曲线的强极化区获得的电化学参数数据 至低（相对更负）和自腐蚀电流密度icm由小到大的 Table 4 Data of electrochemical parameters aoquired from strong polar- 各微区域的顺序依次为：焊缝区，母材，回火区，正火 ization region in Fig.3 区，过热区，不完全正火区，熔合线. 阳极塔菲尔阴极塔菲尔 阳极电流 阴极电流 常数/mV常数/mV密度/(A“m-密度/(uA'cm-2) 3分析与讨论 43.2 1345 1283 1244 在焊接过程中，热影响区内各点随距焊缝的远 注：阳极电流密度和阴极电流密度分别为金属电极进行阳极极 近不同，其所经历的焊接热循环和热经历也不同，由 化和阴极极化时所测得的金属电极的极化电流密度 此就会产生不同的显微组织，相应地就具有不同的 22.2焊接接头各微区组织的极化曲线测量 性能.因而焊接热影响区是一个具有组织梯度和性 采用自行设计和研发的测试技术，分别测量了 能梯度的非均匀连续体 焊缝、熔合线、过热区、正火区、不完全正火区和回火 这些具有不同组织、不同性能、不同零电流电位 区这些独立区域的极化曲线，如图4所示，相应获得 的微区部位共存于同一金属结构（焊接接头）上，并 的电化学参数列于表5.结果表明，Q235钢焊接接 暴露于同一电解质体系中，它们之间必将形成各种 头各微区在J6A模拟土壤溶液中均表现为活化态 不同的电偶电池.各微区金属之间的电极电位差异 的阳极过程和阴极过程，但它们的极化率、零电流电 就是电池作用的驱动力， 位及相应的自腐蚀电流密度均存在明显的差别 实验中还测定了较大面积的焊接接头热影响

2.2 焊接接头各微区的极化曲线测量 2.2.1 母材 Q235 钢的极化曲线测量 本文采用自行设计和研发的测试技术[ 11] , 测量 了焊接接头焊缝区、熔合线、热影响区及细分的各微 区材料的极化曲线.母材的电化学性能和腐蚀性能 将是焊接接头及其各微区组织性能的比较基础, 为 此首先测试了母材的极化曲线结果( 图 3) .从极化 曲线上线性极化区和强极化区的分析, 可以进一步 获得重要的电化学参数结果, 分别见表 3 和表 4 . 图 3 Q235 管线钢焊接接头试样母材区域材料的极化曲线( J6A 溶液, 室温, 扫描速度 20 m V·s -1 ) Fig.3 Polarization curve of base metal of Q235 st eel ( J6A solution, ambient t emperature, scanning rate 20 mV·s -1 ) 表 3 从图 3 极化曲线的线性极化区获得的电化学参数数据 Table 3 Dat a of electrochemical parameters acquired from linear polar￾ization region in Fig .3 Eco rr / ( mV) Ei =0 / ( mV) R P / ( Ψ·cm 2 ) i c orr / ( μA·cm -2 ) 理论失重/ ( g·dm -2·a-1 ) 腐蚀速率/ ( mm·a -1 ) -607 -623 1 420.5 12.67 8.2 0.09 表 4 从图 3 极化曲线的强极化区获得的电化学参数数据 Table 4 Data of electrochemical parameters acquired from strong polar￾ization region in Fig .3 阳极塔菲尔 常数/ mV 阴极塔菲尔 常数/ mV 阳极电流 密度/ ( μA·cm -2 ) 阴极电流 密度/ (μA·cm -2 ) 43.2 134.5 12.83 12.44 注:阳极电流密度和阴极电流密度分别为金属电极进行阳极极 化和阴极极化时所测得的金属电极的极化电流密度. 2.2.2 焊接接头各微区组织的极化曲线测量 采用自行设计和研发的测试技术, 分别测量了 焊缝 、熔合线、过热区 、正火区 、不完全正火区和回火 区这些独立区域的极化曲线, 如图 4 所示, 相应获得 的电化学参数列于表 5 .结果表明, Q235 钢焊接接 头各微区在 J6A 模拟土壤溶液中均表现为活化态 的阳极过程和阴极过程, 但它们的极化率、零电流电 位及相应的自腐蚀电流密度均存在明显的差别. 图 4 Q235 管线钢焊接接头上各微区的极化曲线( J6A 溶液, 室 温, 扫描速度 20 mV·s -1 ) Fig.4 Polarization curves of variousmi cro-areas on a welded join t of Q235 st eel ( J6A solution, ambi ent t emperature, scanning rate 20 mV·s -1 ) 表5 焊接接头各不同微区的 Ei =0和 i corr Table 5 E i=0 and i corr of vari ous micro-area on the w elded joint of steel Q235 位置 Ei =0 / mV i co rr/ ( μA·cm -2 ) 焊缝区 -585 10.2 熔合线 -721 32.5 过热区 -692 27.3 正火区 -655 23.4 不完全正火区 -709 31.9 回火区 -647 17.8 母材 -623 12.6 由表 5 可知, 零电流电位 Ei=0由高( 相对更正) 至低( 相对更负) 和自腐蚀电流密度 i corr由小到大的 各微区域的顺序依次为 :焊缝区, 母材, 回火区, 正火 区, 过热区, 不完全正火区, 熔合线. 3 分析与讨论 在焊接过程中, 热影响区内各点随距焊缝的远 近不同, 其所经历的焊接热循环和热经历也不同, 由 此就会产生不同的显微组织, 相应地就具有不同的 性能.因而焊接热影响区是一个具有组织梯度和性 能梯度的非均匀连续体 . 这些具有不同组织 、不同性能、不同零电流电位 的微区部位共存于同一金属结构( 焊接接头) 上, 并 暴露于同一电解质体系中, 它们之间必将形成各种 不同的电偶电池.各微区金属之间的电极电位差异 就是电池作用的驱动力 . 实验中还测定了较大面积的焊接接头热影响 · 44 · 北 京 科 技 大 学 学 报 第 31 卷

第1期 孙齐磊等：Q235管线钢焊接接头微区电化学行为 45。 区，母材、焊缝区以及熔合线试样在自然浸泡状态时 中，任何两个不同电极电位的微区域进行的电极反 的自腐蚀电位Em,绘制了它们的极化曲线如图5， 应，其平衡电位如比混合电位高则按阴极反应的方 并由此获得了相应的自腐蚀电流密度ir,测试结 向进行，反之则按阳极反应的方向进行，因此，其中 果列于表6.由表6中的测量数据可知，各局部区域 一个电极反应是阴极反应还是阳极反应可由电极反 的自腐蚀电位E㎡电位由高（相对更正）至低（相对 应的平衡电位同混合电位相比较而确定. 更负)和自腐蚀电流密度由小至大的顺序依次为：焊 从图6的组合关系可以看出，正火区相对于焊 缝区，母材，热影响区，熔合线.这一结果与从前述 缝区和母材，在所构成的原电池中将是阳极，而相对 微区极化曲线（图4获得的结果（表5）完全一致. 于过热区、不完全正火区、熔合线来说，它就成了对 应原电池中的阴极.因此，它在焊接接头中的存在 200 既加速了过热区、不完全正火区，熔合线等微区域的 400 腐蚀，也同时遭受到来自焊缝区和母材区域对自身 腐蚀过程的加速 600 从电化学电位的分析来看，熔合线和不完全正 -800 火区的电极电位相对最负，它们在这一多电极体系 中将遭受到最严重的加速腐蚀.从理论上分析，熔 -1000 合线和不完全正火区是焊接接头最易遭受腐蚀破坏 4 -3-2-101 Ig[i/(mA.cm)] 的薄弱部位，大量实践经验（如埋地管道钢的焊缝破 坏事故)也证明了这一研究结果， 1一母材：2一焊缝区：3一熔合线：4一热影响区 图5焊接接头热影响区、焊缝区，母材及熔合线的极化曲线 从电化学理论分析，在焊接接头上究竞哪个微 (J6A溶液，室温，扫描速度20mV·s一) 区域部位最先遭受破坏和遭受的破坏最严重，主要 Fig.5 Polarization curves of HAZ,weld zone,base metal and melt 取决于它们之间电极电位的相对差别，但也受到各 run on a welded joint of Q235 steel (J6A solution,ambient tempera- 个微区域在电化学电池中的极化性能以及不同微区 ture,scanning mate 20m V.s) 域之间的电阻通道和电阻大小的影响.原电池中的 表6焊接接头热影响区、焊缝区、母材及熔合线的自腐蚀电位E 阳极区和阴极区的极化率对应关系显然是影响原电 与自腐蚀电流密度i 池工作的重要动力学因素.相邻两个微区域之间通 Table 6 E and i of HAZ,weld zone,base metal and melt run 道距离最短且电阻最小，因此它们之间形成的电化 measured on the welded joint 学电池作用也将更为强烈.然而，原电池中阴极和 位置 Eo/mV i/(A'cm2) 阳极之间的电位差异则是原电池工作的原动力（即 焊缝区 -566 10.2 驱动力)，这是影响原电池存在和作用强度的最主要 熔合线 -703 325 影响因素 热影响区 -684 27.3 总的来看，由多个具有不同电极电位的微区域 母材 -607 126 构成的整个焊接接头材料体系中，各微区发生腐蚀 的敏感性由大到小依次为：熔合线，不完全正火区， 在图6中给出了本研究所测量的焊接接头各不 过热区，正火区，回火区，母材，焊缝区.因此，熔合 同热经历区的零电流电位相对关系分布图，据此可 线和不完全正火区将成为多电极体系腐蚀原电池中 以形象地识别它们之间的电位关系 的阳极区部位，最可能遭受到优先的腐蚀溶解：过热 焊接接头是一个多电极体系，它们在电解质溶 区的钝化电流密度较大（图4），故其腐蚀速率相对 液中构成了非常错综复杂的电化学电池关系.在这 较大，这也是一个易遭受腐蚀的敏感区域：焊缝区则 个多电极电池体系中，任何两个具有不同电极电位 在此多电极体系构成的腐蚀原电池中成为阴极区部 的微区域都将各自组成一个电偶电池，即腐蚀原电 位，腐蚀敏感性低且可能受到一定程度的阴极保护. 池，其中电极电位高者将成为原电池中的阴极，而电 由于焊缝和母材的成分以及组织状态的不同， 极电位低者则成为原电池中的阳极.在多电极体系 它们之间存在着电位差异.因此，如果焊缝和母材 中，有的电极区域在某一组电池中是阴极，而同时又 组成电偶对，根据方智等1四的研究.铁素体和珠光 能成为另一组电池中的阳极. 体等相电化学性能的差异，母材的电位要比焊缝的 由混合电位理论可知：在焊接接头多电极体系 电位更负，这样在焊缝一母材电偶对中母材作为阳

区、母材、焊缝区以及熔合线试样在自然浸泡状态时 的自腐蚀电位 Eco rr, 绘制了它们的极化曲线如图 5, 并由此获得了相应的自腐蚀电流密度 ico rr, 测试结 果列于表 6 .由表 6 中的测量数据可知, 各局部区域 的自腐蚀电位 Eco rr电位由高( 相对更正) 至低( 相对 更负) 和自腐蚀电流密度由小至大的顺序依次为:焊 缝区, 母材, 热影响区, 熔合线.这一结果与从前述 微区极化曲线( 图 4) 获得的结果( 表 5) 完全一致. 1—母材;2—焊缝区;3—熔合线;4—热影响区 图5 焊接接头热影响区、焊缝区、母材及熔合线的极化曲线 ( J6A 溶液, 室温, 扫描速度 20 mV·s -1 ) Fig.5 Polarization cu rves of HAZ, weld zone, base metal and melt run on a welded joint of Q235 steel ( J 6A solution, ambien t t empera￾ture, scanning rate 20 m V·s -1 ) 表 6 焊接接头热影响区、焊缝区、母材及熔合线的自腐蚀电位 E corr 与自腐蚀电流密度 i corr Table 6 E corr and i corr of HAZ, w eld zone, base met al and melt run measured on the w elded joint 位置 E corr/ mV i corr / (μA·cm -2 ) 焊缝区 -566 10.2 熔合线 -703 32.5 热影响区 -684 27.3 母材 -607 12.6 在图 6 中给出了本研究所测量的焊接接头各不 同热经历区的零电流电位相对关系分布图, 据此可 以形象地识别它们之间的电位关系 . 焊接接头是一个多电极体系, 它们在电解质溶 液中构成了非常错综复杂的电化学电池关系 .在这 个多电极电池体系中, 任何两个具有不同电极电位 的微区域都将各自组成一个电偶电池, 即腐蚀原电 池, 其中电极电位高者将成为原电池中的阴极, 而电 极电位低者则成为原电池中的阳极.在多电极体系 中, 有的电极区域在某一组电池中是阴极, 而同时又 能成为另一组电池中的阳极. 由混合电位理论可知:在焊接接头多电极体系 中, 任何两个不同电极电位的微区域进行的电极反 应, 其平衡电位如比混合电位高则按阴极反应的方 向进行, 反之则按阳极反应的方向进行 .因此, 其中 一个电极反应是阴极反应还是阳极反应可由电极反 应的平衡电位同混合电位相比较而确定. 从图 6 的组合关系可以看出, 正火区相对于焊 缝区和母材, 在所构成的原电池中将是阳极, 而相对 于过热区、不完全正火区、熔合线来说, 它就成了对 应原电池中的阴极 .因此, 它在焊接接头中的存在, 既加速了过热区、不完全正火区 、熔合线等微区域的 腐蚀, 也同时遭受到来自焊缝区和母材区域对自身 腐蚀过程的加速. 从电化学电位的分析来看, 熔合线和不完全正 火区的电极电位相对最负, 它们在这一多电极体系 中将遭受到最严重的加速腐蚀 .从理论上分析, 熔 合线和不完全正火区是焊接接头最易遭受腐蚀破坏 的薄弱部位, 大量实践经验( 如埋地管道钢的焊缝破 坏事故) 也证明了这一研究结果 . 从电化学理论分析, 在焊接接头上究竟哪个微 区域部位最先遭受破坏和遭受的破坏最严重, 主要 取决于它们之间电极电位的相对差别, 但也受到各 个微区域在电化学电池中的极化性能以及不同微区 域之间的电阻通道和电阻大小的影响.原电池中的 阳极区和阴极区的极化率对应关系显然是影响原电 池工作的重要动力学因素.相邻两个微区域之间通 道距离最短且电阻最小, 因此它们之间形成的电化 学电池作用也将更为强烈 .然而, 原电池中阴极和 阳极之间的电位差异则是原电池工作的原动力( 即 驱动力) , 这是影响原电池存在和作用强度的最主要 影响因素. 总的来看, 由多个具有不同电极电位的微区域 构成的整个焊接接头材料体系中, 各微区发生腐蚀 的敏感性由大到小依次为 :熔合线, 不完全正火区, 过热区, 正火区, 回火区, 母材, 焊缝区 .因此, 熔合 线和不完全正火区将成为多电极体系腐蚀原电池中 的阳极区部位, 最可能遭受到优先的腐蚀溶解;过热 区的钝化电流密度较大( 图 4) , 故其腐蚀速率相对 较大, 这也是一个易遭受腐蚀的敏感区域 ;焊缝区则 在此多电极体系构成的腐蚀原电池中成为阴极区部 位, 腐蚀敏感性低且可能受到一定程度的阴极保护. 由于焊缝和母材的成分以及组织状态的不同, 它们之间存在着电位差异 .因此, 如果焊缝和母材 组成电偶对, 根据方智等[ 12] 的研究, 铁素体和珠光 体等相电化学性能的差异, 母材的电位要比焊缝的 电位更负, 这样在焊缝 -母材电偶对中母材作为阳 第 1 期 孙齐磊等:Q235 管线钢焊接接头微区电化学行为 · 45 ·

。46。 北京科技大学学报 第31卷 流电位E=o和自腐蚀电流密度imr.各区域的Ecrr -580 600 由低（相对更负）至高（相对更正）和im由大至小的 620 顺序依次为：熔合线，不完全正火区，过热区，正火 区，回火区，母材焊缝区.同一个焊接接头的七个 不同热经历区域暴露于同一电解质时，它们将构成 -680 一个多电极体系.其中，熔合线和不完全正火区将 100 成为复杂多电极体系形成的原电池中的阳极，最可 -720 能遭受到优先的腐蚀溶解；而焊缝区和母材区则是 -740L 原电池中的阴极，腐蚀敏感性低且在一定程度上受 WM MR OZ NZ IZ TZ BM 区域 到阴极保护， (4从电化学理论分析可知，在焊接接头上最 WM一焊缝区：MR一熔合线：OZ一过热区：NZ一正火区：Z一不 完全正火区：TZ一回火区：BM一母材 先遭受破坏和遭受破坏最严重的微区域部位，主要 图6试样焊接接头各不同热经历区域的零电流电位分布 取决于各微区域电极电位的相对差别，同时还受到 Fig.6 Zem current potential distribution of various themabexperi 各个微区域在电化学电池中的极化性能以及不同微 enced zones 区域之间的电阻通道和电阻大小的影响.相邻两个 极，腐蚀敏感性更高. 微区域之间通道距离最短且电阻最小，因此它们之 金属材料/电解质这种腐蚀体系的腐蚀过程是 间形成的电化学电池作用也将更为强烈.原电池中 动态的，随时间和条件经常变化.焊接接头在腐蚀 阴极和阳极之间的电位差异则是原电池工作的原动 过程中，它们的表面必将生成腐蚀产物，生成的腐蚀 力（即驱动力），这是影响原电池存在和作用强度的 产物也在经常变化之中，膜厚不断增加，结构状态更 最主要影响因素. 加致密，膜内应力增大，随着状态变化又可能发生开 参考文献 裂、脱落，环境介质条件和金属承受的应力状态也都 可能发生变化.所以焊接接头上各不同热经历区域 [I]LiH L.Highlights of research and application of gas transmitting linepipe.Welded Pipe Tube,2000.23(3):20 的电位相对关系也相应地会发生一些变化，但本文 (李鹤林.天然气输送钢管研究与应用中的几个热点问题.焊 所测量的这些电位相对关系是一种基本的规律，是 管，2000,23(3)：20) 影响焊接接头腐蚀行为的主要作用之理论基础和技 [2 DuZ Y.He Y Q.Pipeline laying and welding material.Weld 术基础. Technol,2004,33(6:2 (杜则裕.何月秋.管线建设与焊接材料.焊接技术，2004.33 4结论 (6:2) [3 Peabody A W.Control of Pipeline Corrosion.Translated by Wu ()本研究成功地实现了焊接接头上各不同热 JH.Xu L K.Beiing:Chemical Industry Press,2004 经历微区域的电化学行为测量，包括极化曲线测量、 (皮博迪AW.管线腐蚀控制.吴建华，许立坤，译.北京：化学 零电流电位（或自腐蚀电位）及自腐蚀电流密度、塔 工业出版社，2004) 菲尔常数等电化学参数的测定. [4 Justice R H.Mackenzie J D.Ekctrochemical polarization and (2)对焊接接头上的焊缝区、热影响区和母材 stess cession cracking behaviours of pipeline steel in dlute bicar 各组织区域，成功地测量了它们的自腐蚀电位Em bonate solution with chloride ion //American Gas Asociation. Procedings of NG-19/EPRG 7th Biennial loint Technial 和自腐蚀电流密度im·这三个区域的电化学行为 Meet ing on Line Pipe Research.Arlington:Pipeline Researh 存在着很大的差异：热影响区的自腐蚀电位最负，自 Committee of the American Gas Association,1988:28 腐蚀电流密度最大：焊缝区的自腐蚀电位最正，自腐 [5 Huang K W.Research and application of abroad high grade 蚀电流密度相对最小：母材区域的自腐蚀电位和自 pipeline steel Welded Pipe Tube,2003.26(3):1 腐蚀电流密度介于二者之间.焊接接头的这三个区 (黄开文.国外高钢级管线钢的研究与使用情况.焊管，2003， 域构成了一个多电极体系.热影响区成为多电极体 26(3):1) 系原电池中的阳极，将会遭受到优先的腐蚀溶解. Warg Q P.Li W S.Chen C X.et al.Analy is on phase transfor mation model in welding heat-affected zone.Weld Join.2004 (3)对焊接接头上进一步细分的各组织区域为 (11):8 熔合线、焊缝区、过热区、正火区、不完全正火区、回 (王庆鹏，李午申，陈翠欣，等。焊接热影响区相变模型分析 火区和母材，成功地测量了各区域的极化曲线、零电 焊接.2004(11)：8)

WM —焊缝区;M R—熔合线;OZ—过热区;NZ —正火区;IZ —不 完全正火区;TZ—回火区;BM —母材 图 6 试样焊接接头各不同热经历区域的零电流电位分布 Fig.6 Zero current potential distribution of various thermal-experi￾enced zones 极, 腐蚀敏感性更高 . 金属材料/电解质这种腐蚀体系的腐蚀过程是 动态的, 随时间和条件经常变化 .焊接接头在腐蚀 过程中, 它们的表面必将生成腐蚀产物, 生成的腐蚀 产物也在经常变化之中, 膜厚不断增加, 结构状态更 加致密, 膜内应力增大, 随着状态变化又可能发生开 裂、脱落, 环境介质条件和金属承受的应力状态也都 可能发生变化.所以焊接接头上各不同热经历区域 的电位相对关系也相应地会发生一些变化, 但本文 所测量的这些电位相对关系是一种基本的规律, 是 影响焊接接头腐蚀行为的主要作用之理论基础和技 术基础. 4 结论 ( 1) 本研究成功地实现了焊接接头上各不同热 经历微区域的电化学行为测量, 包括极化曲线测量 、 零电流电位( 或自腐蚀电位) 及自腐蚀电流密度 、塔 菲尔常数等电化学参数的测定 . (2) 对焊接接头上的焊缝区、热影响区和母材 各组织区域, 成功地测量了它们的自腐蚀电位 E corr 和自腐蚀电流密度 ico rr .这三个区域的电化学行为 存在着很大的差异:热影响区的自腐蚀电位最负, 自 腐蚀电流密度最大;焊缝区的自腐蚀电位最正, 自腐 蚀电流密度相对最小;母材区域的自腐蚀电位和自 腐蚀电流密度介于二者之间.焊接接头的这三个区 域构成了一个多电极体系, 热影响区成为多电极体 系原电池中的阳极, 将会遭受到优先的腐蚀溶解. ( 3) 对焊接接头上进一步细分的各组织区域为 熔合线、焊缝区 、过热区、正火区、不完全正火区、回 火区和母材, 成功地测量了各区域的极化曲线 、零电 流电位 Ei=0和自腐蚀电流密度 i co rr .各区域的 Ecorr 由低( 相对更负) 至高( 相对更正) 和 i corr由大至小的 顺序依次为:熔合线, 不完全正火区, 过热区, 正火 区, 回火区, 母材, 焊缝区.同一个焊接接头的七个 不同热经历区域暴露于同一电解质时, 它们将构成 一个多电极体系 .其中, 熔合线和不完全正火区将 成为复杂多电极体系形成的原电池中的阳极, 最可 能遭受到优先的腐蚀溶解 ;而焊缝区和母材区则是 原电池中的阴极, 腐蚀敏感性低且在一定程度上受 到阴极保护 . ( 4) 从电化学理论分析可知, 在焊接接头上最 先遭受破坏和遭受破坏最严重的微区域部位, 主要 取决于各微区域电极电位的相对差别, 同时还受到 各个微区域在电化学电池中的极化性能以及不同微 区域之间的电阻通道和电阻大小的影响.相邻两个 微区域之间通道距离最短且电阻最小, 因此它们之 间形成的电化学电池作用也将更为强烈.原电池中 阴极和阳极之间的电位差异则是原电池工作的原动 力( 即驱动力) , 这是影响原电池存在和作用强度的 最主要影响因素. 参 考 文 献 [ 1] Li H L .Highligh ts of research and application of gas transmitting linepipe.Welded Pipe Tube, 2000, 23( 3) :20 ( 李鹤林.天然气输送钢管研究与应用中的几个热点问题.焊 管, 2000, 23( 3) :20) [ 2] Du Z Y, He Y Q .Pipeline laying and w elding materi al.Weld Technol, 2004, 33( 6) :2 ( 杜则裕, 何月秋.管线建设与焊接材料.焊接技术, 2004, 33 ( 6) :2) [ 3] Peabody A W.Control of Pipeline Corrosion .Translat ed by Wu J H, Xu L K .Beijing :Chemical Industry Press, 2004 ( 皮博迪 A W.管线腐蚀控制.吴建华, 许立坤, 译.北京:化学 工业出版社, 2004) [ 4] Justice R H, Mackenzie J D.Electrochemi cal polarization and stress cession cracking behaviours of pipeline steel in dilut e bicar￾bonate solution w ith chloride ion ∥American Gas Association. Proceed ings of NG-19 / EPRG 7 th B iennial Joint Techni ca l Meeting on Line Pipe Research.Arlington:Pipeline Research Committ ee of the American Gas Association, 1988:28 [ 5] Huang K W.Research and application of ab road high grade pipeline steel.Welded Pipe Tube, 2003, 26( 3) :1 ( 黄开文.国外高钢级管线钢的研究与使用情况.焊管, 2003, 26( 3) :1) [ 6] Wang Q P, Li W S , Chen C X, et al.Analysis on phase transf or￾mation model in welding heat-affected zone.Weld Join , 2004 ( 11) :8 ( 王庆鹏, 李午申, 陈翠欣, 等.焊接热影响区相变模型分析. 焊接, 2004 ( 11) :8) · 46 · 北 京 科 技 大 学 学 报 第 31 卷

第1期 孙齐磊等：Q235管线钢焊接接头微区电化学行为 47。 [7]Zhang X.Qu J S.Microstructure and performance of aurfacing (李娟，曾志超，潘全喜，等.Q235钢基体上堆焊金属的组织和 welding layer metal of A3 and 45 steel.Hot Work Techmol. 硬度分析.电焊机，2007.37(7)：14) 2006.35(11):20 11]Jiang YY,Wu Y S.Electmochemical reaction mechanism of ti- (张鑫，屈金山.A3、45钢堆焊层金属显微组织及性能研究.热 tarium alloy in neutral w ater and 3%NaCl soltion explored by 加工工艺，2006.3511)：20) polarization curves.JUniv Sci Techmol Beijing,2004,26(4): [8]Wu Y S.Researd Methods of Metal Corrosion.Beijing:Metal- 395 lurgical Industry Press,1993 (姜应律，吴荫顺.利用极化曲线推测中性水溶液中钛合金表 (吴荫顺.金属腐蚀研究方法北京：治金工业出版社，1993) 面的氧化还原反应机理.北京科技大学学报，2004,26(4)： 19]Lu D L,Li YZ.Metallographic Analysisof Welding.Beijing: 395) China Machine Press 1987 12 Fang Z He L J F,Zhang L ct al.Use of a micro electrode to (吕德林，李砚珠.焊接金相分析.北京：机械工业出版社，1987) study the eectrochemical behaviour of the micro phases in 20 [10 Li J.Zeng Z C.Pan Q X,et al.Analysis on microstructure and sted and 16Mn sted.Corros Sci Prot Technol,1996.8(3):195 hardness of deposited metals on substrate Q235 steel by shielded (方智，赫连建峰张琳，等.用微电极研究20钢和16Mn钢微 metal are welding process.Eectr Weld Mach,2007,37(7):14 区相电化学行为.腐蚀科学与防护技术，1996.8(3)：195 (上接第29页 土断裂参数的影响.工程力学，2004,21(1)：136 [21 Zhang J.Liu Q,Wang L.Effect of coarse aggregate size on re- [19 Zhang J.Liu Q.A method to solve tension softening relationship lationship betw een stress and crack opening in normal and high of concrete from the thwe point bending test.J Chin Ceram strength concretes.J Mater Sci Tech nol,2005,21(5):691 Sc,2007.35(3):268 [22 Mendis P,Pendyah R.Setunge S.Stress-strain model to pre (张君，刘骞.基于三点弯曲实验的混凝土抗拉软化关系的 dct the ful-range moment curvature behavior of highstrength 求解方法.硅酸盐学报，2007,35(3)：268) conerete sections.Mag Concr Res,2000,52(4):227 [20 Zhang J.Wang L Sun M.et al.Effect of coarse/fire aggregate [23 Van Mier JG M.Shah S P.Arnaud M,et al.Strain-softening matio and cement matrix strength on fracture parameters of con- of comrete in uniaxial compression-report of the round mbin test cete,Eng Mech,2004.21(1):136 camied out by RILEM TC 148-SSC.Mater Struct.1997.30 (张君，王林，孙明等.粗细骨料比例和水泥石强度对混凝 (198):195

[ 7] Zhang X, Qu J S .Microstructure and performance of su rf acing w elding layer metal of A3 and 45 steel.Hot Work Tech nol, 2006, 35( 11) :20 ( 张鑫, 屈金山.A3 、45 钢堆焊层金属显微组织及性能研究.热 加工工艺, 2006, 35( 11) :20) [ 8] Wu Y S .Resear ch Methods of Metal Corrosion .Beijing :Met al￾lurgical Industry Press, 1993 ( 吴荫顺.金属腐蚀研究方法.北京:冶金工业出版社, 1993) [ 9] Lu D L, Li Y Z.Metallographi c Analysis of Welding .Beijing : China Machine Press, 1987 ( 吕德林, 李砚珠.焊接金相分析.北京:机械工业出版社, 1987) [ 10] Li J, Zeng Z C, Pan Q X, et al.Analysis on mi crostructu re and hardness of deposited met als on substrat e Q235 st eel by shielded metal arc w elding process.E lectr Weld Mach , 2007, 37( 7) :14 ( 李娟, 曾志超, 潘全喜, 等.Q235 钢基体上堆焊金属的组织和 硬度分析.电焊机, 2007, 37( 7) :14) [ 11] Jiang Y Y, Wu Y S .Electrochemi cal reaction mechanism of ti￾tanium alloy in neutral w at er and 3% NaCl solution explored by polarization curves.J U niv Sci Tech nol Beijing , 2004, 26( 4 ) : 395 ( 姜应律, 吴荫顺.利用极化曲线推测中性水溶液中钛合金表 面的氧化还原反应机理.北京科技大学学报, 2004, 26 ( 4 ) : 395) [ 12] Fang Z, He L J F, Zhang L, et al.Use of a micro electrode t o study the electrochemical behaviour of the mi cro phases in 20 steel and 16Mn st eel.Corros Sci Prot Technol, 1996, 8( 3) :195 ( 方智, 赫连建峰, 张琳, 等.用微电极研究 20 钢和 16Mn 钢微 区相电化学行为.腐蚀科学与防护技术, 1996, 8( 3) :195) ( 上接第 29 页) [ 19] Zhang J, Liu Q .A method to solve tension softening relationship of concrete from the th ree-point bending test.J Chin Ceram Soc, 2007, 35( 3) :268 ( 张君, 刘骞.基于三点弯曲实验的混凝土抗拉软化关系的 求解方法.硅酸盐学报, 2007, 35( 3) :268) [ 20] Zhang J, Wang L, S un M, et al.Effect of coarse/ fine aggregat e ratio and cement matrix strength on fracture parameters of con￾crete .Eng Mech , 2004, 21( 1) :136 ( 张君, 王林, 孙明 等.粗细骨料比例和水泥石强度对混凝 土断裂参数的影响.工程力学, 2004, 21( 1) :136) [ 21] Zhang J, Liu Q, Wang L .Effect of coarse aggregat e size on re￾lationship betw een stress and crack opening in normal and high strength concretes.J Mater Sci Tech nol, 2005, 21( 5) :691 [ 22] Mendis P, Pendyala R, Setunge S.S tress-strain model t o pre￾di ct the full-range moment curvature behavior of high-strength concret e sections.Mag Concr Res, 2000, 52( 4) :227 [ 23] Van Mi er J G M, Shah S P, Arnaud M, et al.S train-softening of concrete in uniaxi al compression-report of the round robin t est carried ou t by RILEM TC 148-SSC .Mater Struct , 1997, 30 ( 198) :195 第 1 期 孙齐磊等:Q235 管线钢焊接接头微区电化学行为 · 47 ·