·734· 工程科学学报，第39卷，第5期 127μF·cm2提高到402μF·cm2,说明20 CrMnTi表面 0.18 钝化膜致密度下降，缺陷浓度大幅上升，具有更高的点 0.15 Cl浓度mol·L) —001 蚀风险 0.12 c -0.03 0.05 0.09 0.06 (a) 0.03 -0.03 C -0.06 图5等效模拟电路 -0.09 Fig.5 Equivalent circuit test for modeling the experimental ElS data 0 8 12 162024 表2不同浓度Cl~溶液中20 CrMnTi钢的电化学阻抗谱拟合结果 图620 CrMnTi钢浸泡24h的电流噪声谱 Table 2 EIS results of 20CrMnTi steel in solutions with different Cl" Fig.6 ECN spectra of 20CrMnTi steel immersed for 24 hours concentrations 测亚稳态点蚀的萌生规律.可以看出，当C~为0.01 C·浓度/ R./ R./ Cal mol·L'的低浓度时，不足以破坏20 CrMnTi表层的钝 (mol.L-1) (0.cm-2) (n.cm-2) (μF·cm2) 化膜，在长时间内电极保持钝化态，未见亚稳态峰产 0.01 16.67 14426 126.93 生.而当C1浓度上升至0.03molL时，在Cl加入 0.03 222.40 3328 329.49 初期，电极表面仍能保持钝化状态，属于点蚀萌生的孕 0.05 55.68 2122 402.11 育期.由于钝化膜的生长与破坏是一对相互竞争的过 2.2点蚀生长过程中的电化学噪声 程，C1ˉ在钝化膜表面吸附会阻碍钝化膜的生长，同时 图6显示了经预钝化的20 CrMnTi在掺入不同浓 对F2+有较强的络合作用而促进其离开电极表面，加 度C1~的条件下电流噪声信号的总体趋势图，其中，横 速腐蚀过程.因此，在浸泡5~10h后，电化学噪声信 轴代表浸泡时间1，纵轴代表电流密度i.图7对应图6 号开始出现少量的电流扰动，并于第12h产生了一次 中虚线框中1h内的特征噪声峰，经此局部放大，可观 密集的电流峰，如图7(a),说明饨化膜表面某一缺陷 0.03 0.190 0.19a 电位 10.02 (b) 一电位 0.015 0.20 电流 0.01 0.195 电流 0.010 -0.21 0 0.005 -0.01 -0.200 0 可 -0.22 -0.02 -0.005 -0.23 -0.03 -0.205 -0.010 0.24 -0.04 -0.210 -0.015 -0.25 -0.05 -0.020 -0.06 0.266 02156 -0.025 500100015002000250030003500 500 1000 1500 2000 -0.1970r -0.2040 0.003 (c) 一电位 0.025 d 电位 -0.2045 电流 0.002 -0.1975 一电流 0.001 0.020 -0.1980 -0.2050 0 -0.001 孟-0.1985 0.015 -0.2055 0.002 -0.2060 -0.1990 0.010 -0.003 0.2065 0.005 -0.004 -0.1995 -0.2070 -0.005 -0.2000 0200400600800100012001400 0 200 400600 800 100o2aa6 图7不同C~浓度和浸泡时间的电位和电流噪声.（a)0.03molL',12h:(b)0.03molL-1,24h;(c)0.05malL1,1h;（d)0.05 mol.L-!,15 h Fig.7 Potential and current noises in different Cl-concentrations for different immersion time:(a)0.03 mol-L,12h;(b)0.03 mol.L,24 h:(c)0.05mol-L1,1h:(d)0.05mol-Ll,15h工程科学学报,第 39 卷,第 5 期 127 滋F·cm - 2提高到 402 滋F·cm - 2 ,说明 20CrMnTi 表面 钝化膜致密度下降,缺陷浓度大幅上升,具有更高的点 蚀风险[11] . 图 5 等效模拟电路 Fig. 5 Equivalent circuit test for modeling the experimental EIS data 表 2 不同浓度 Cl - 溶液中 20CrMnTi 钢的电化学阻抗谱拟合结果 Table 2 EIS results of 20CrMnTi steel in solutions with different Cl - concentrations Cl - 浓度/ (mol·L - 1 ) Rs / (赘·cm - 2 ) Rp / (赘·cm - 2 ) Cdl / (滋F·cm - 2 ) 0郾 01 16郾 67 14426 126郾 93 0郾 03 222郾 40 3328 329郾 49 0郾 05 55郾 68 2122 402郾 11 图 7 不同 Cl - 浓度和浸泡时间的电位和电流噪声. (a) 0郾 03 mol·L - 1 , 12 h; (b) 0郾 03 mol·L - 1 , 24 h; (c) 0郾 05 mol·L - 1 , 1 h; ( d) 0郾 05 mol·L - 1 , 15 h Fig. 7 Potential and current noises in different Cl - concentrations for different immersion time: (a) 0郾 03 mol·L - 1 , 12 h; (b) 0郾 03 mol·L - 1 , 24 h; (c) 0郾 05 mol·L - 1 , 1 h; (d) 0郾 05 mol·L - 1 , 15 h 2郾 2 点蚀生长过程中的电化学噪声 图 6 显示了经预钝化的 20CrMnTi 在掺入不同浓 度 Cl - 的条件下电流噪声信号的总体趋势图,其中,横 轴代表浸泡时间 t,纵轴代表电流密度 i. 图 7 对应图 6 中虚线框中 1 h 内的特征噪声峰,经此局部放大,可观 图 6 20CrMnTi 钢浸泡 24 h 的电流噪声谱 Fig. 6 ECN spectra of 20CrMnTi steel immersed for 24 hours 测亚稳态点蚀的萌生规律. 可以看出,当 Cl - 为 0郾 01 mol·L - 1的低浓度时,不足以破坏 20CrMnTi 表层的钝 化膜,在长时间内电极保持钝化态,未见亚稳态峰产 生. 而当 Cl - 浓度上升至 0郾 03 mol·L - 1时,在 Cl - 加入 初期,电极表面仍能保持钝化状态,属于点蚀萌生的孕 育期. 由于钝化膜的生长与破坏是一对相互竞争的过 程,Cl - 在钝化膜表面吸附会阻碍钝化膜的生长,同时 对 Fe 2 + 有较强的络合作用而促进其离开电极表面,加 速腐蚀过程. 因此,在浸泡 5 ~ 10 h 后,电化学噪声信 号开始出现少量的电流扰动,并于第 12 h 产生了一次 密集的电流峰,如图 7( a),说明钝化膜表面某一缺陷 ·734·