杨轶轩等：夹杂物对Q235钢耐腐蚀行为的影响 31· 图9(a)为腐蚀溶液中的阻抗Bode图，图中横 坐标为频率∫的对数，纵坐标分别为阻抗模值 |Z|的对数和相位角·.在阻抗随频率的变化过 Ca 程中高频区与低频区都有较高的阻抗值，说明钢 中容性组分（孔、膜）数量少.高频区未出现圆弧 说明电子转移未受到干扰，因而腐蚀速率较快，其 (a) (b) 中引发孔类腐蚀的夹杂较小，因此数量较多硫化 图7CaS-Al203元素面扫描图.(a)侵蚀5s:(b)侵蚀30s 物和复合类夹杂引发的腐蚀占主导地位.相位角 Fig.7 Elements mapping of CaS-AlO:(a)erosion for 5s,(b)erosion 随频率变化的图中，腐蚀开始时相位角开始增大， for 30s 频率增大到一定程度，相位角达到峰值并稳定，腐 动现象，可作为点蚀形核过程的一种特征，点蚀一 蚀过程中只有一个峰值，说明腐蚀产物所形成的 般萌生在夹杂物处.图8(b)为Q235钢在1%NaC1 腐蚀层未发生分解.结合图9(b)Nyquist图，Z为阻 溶液中的动电位极化曲线，其中纵坐标E为自腐 抗的实部，Z"为阻抗的虚部，极化电阻通常与腐蚀 蚀电位，横坐标为电流I的对数.由图可以看出， 速率成反比，极化电阻为阻抗半圆半径，半径越大 其自腐蚀电位为-0.1V,自腐蚀电位越高材料越难 则极化电阻大，则腐蚀速率小，抗腐蚀性能强 腐蚀，Q235钢腐蚀电位小于零说明其易腐蚀的特 3结论 点，极化曲线阳极区上部有电流波动，一般引起波 动的原因是存在点蚀，电流波动的幅值不大，因此 (1)Q235钢中数量最多、尺寸小于5um的夹 点蚀不能作为Q235钢腐蚀的主要发生因素 杂物为硫化物夹杂.数量少、尺寸大于5m的夹 -0.020 1.4 a) (b) 1.2 -0.021 1.0 -0.022 0.8 0.6 -0.023 0.4 02 -0.024 0 -0.025 -0.2 04 0 500 100015002000 2500 -7 -6 Time/s Ig /(A-cm-) 图8Q235钢在1%NaCI溶液中的开路电位(a)及动电位极化曲线(b) Fig.8 Open circuit potential (a)and dynamic polarization curve (b)of Q235 steel in 1%NaCl solution 3.0 10 (a) (b) 2.5 -20 8 (. 6 2.0 -40 ■Phase Impedance modulus 1.5 -60 Q235 AC impedance curve 1.0 80 46810121416 lgf Z1032-cm) 图9Q235钢在1%NaC1溶液中的阻抗Bode图(a)和阻抗Nyquist图(b) Fig.9 Impedance Bode plot (a)and impedance Nyquist plot(b)of Q235 steel in 1%NaCl solution动现象，可作为点蚀形核过程的一种特征，点蚀一 般萌生在夹杂物处. 图 8（b）为 Q235 钢在 1% NaCl 溶液中的动电位极化曲线，其中纵坐标 E 为自腐 蚀电位，横坐标为电流 I 的对数. 由图可以看出， 其自腐蚀电位为−0.1 V，自腐蚀电位越高材料越难 腐蚀，Q235 钢腐蚀电位小于零说明其易腐蚀的特 点，极化曲线阳极区上部有电流波动，一般引起波 动的原因是存在点蚀，电流波动的幅值不大，因此 点蚀不能作为 Q235 钢腐蚀的主要发生因素. 图 9（a）为腐蚀溶液中的阻抗 Bode 图，图中横 坐标为频 率 f 的对数 ，纵坐标分别为阻抗模值 ∣Z∣的对数和相位角 ϕ. 在阻抗随频率的变化过 程中高频区与低频区都有较高的阻抗值，说明钢 中容性组分（孔、膜）数量少. 高频区未出现圆弧 说明电子转移未受到干扰，因而腐蚀速率较快，其 中引发孔类腐蚀的夹杂较小，因此数量较多硫化 物和复合类夹杂引发的腐蚀占主导地位. 相位角 随频率变化的图中，腐蚀开始时相位角开始增大， 频率增大到一定程度，相位角达到峰值并稳定，腐 蚀过程中只有一个峰值，说明腐蚀产物所形成的 腐蚀层未发生分解. 结合图 9（b）Nyquist 图，Z'为阻 抗的实部，Z''为阻抗的虚部，极化电阻通常与腐蚀 速率成反比，极化电阻为阻抗半圆半径，半径越大 则极化电阻大，则腐蚀速率小，抗腐蚀性能强. 3    结论 （1）Q235 钢中数量最多、尺寸小于 5 μm 的夹 杂物为硫化物夹杂. 数量少、尺寸大于 5 μm 的夹 (a) (b) S Ca O Al 图 7    CaS−Al2O3 元素面扫描图. （a）侵蚀 5 s；（b）侵蚀 30 s Fig.7    Elements mapping of CaS–Al2O3 : (a) erosion for 5 s; (b) erosion for 30 s −0.020 (a) −0.021 −0.022 −0.023 −0.024 −0.025 0 500 1000 1500 2000 Time/s Open circuit potential/V 2500 1.4 (b) 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 −0.2 0 −0.4 −7 −5 −4 −3 −6 lg |I/(A·cm−2)| E/V 图 8    Q235 钢在 1% NaCl 溶液中的开路电位（a）及动电位极化曲线（b） Fig.8    Open circuit potential (a) and dynamic polarization curve (b) of Q235 steel in 1% NaCl solution 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0 −20 −40 −60 −80 lg | Z| φ/(°) lg f 0 (a) 2 4 6 Phase Impedance modulus 10 8 6 4 2 0 (b) 0 Z″/(10 3 Ω·cm2 ) Z′/(103 Ω·cm2 ) 2 4 6 8 10 12 14 16 Q235 AC impedance curve 图 9    Q235 钢在 1% NaCl 溶液中的阻抗 Bode 图（a）和阻抗 Nyquist 图（b） Fig.9    Impedance Bode plot (a) and impedance Nyquist plot (b) of Q235 steel in 1% NaCl solution 杨轶轩等： 夹杂物对 Q235 钢耐腐蚀行为的影响 · 31 ·