·1102 工程科学学报，第40卷，第9期 20”钢的腐蚀速率均呈现先增加后减少的趋势，且在 90℃时达到最大.对比图3可知，100℃为HC1溶液 的相变点.以HCl溶液pH值为2为例，温度为110 ℃时，腐蚀介质均以气相形式存在，腐蚀较轻微：温 pH值为1 度由110℃降低至HC1溶液露点温度100℃时，腐 0.9 蚀介质HCI气体将迅速溶于试样表面凝结的露滴 0.6 H值为2 中，形成腐蚀性极强的酸性介质，腐蚀速率急剧增 加，腐蚀速率从0.23mm·a-1增加到0.88mm·a-1 pH值为 (如图中虚线所示)，增加了3.8倍左右，其原因在 10 80 90 100 110 温度℃ 于：该时刻试样表面形成的水露滴较少，且高温抑制 HCl气体在水露滴中的溶解速率，导致形成的酸性 图420*钢在不同温度下的腐蚀速率 腐蚀介质较少，因此腐蚀速率并未达到最大值：温度 Fig.4 Corrosion rate of 20 steel at different temperatures 由100℃降低至90℃时，随着温度的降低，大量的 泽；温度为110℃时，试样表面变灰变暗，无金属光 水蒸气在试样表面冷凝成水露滴，形成具有强腐蚀 泽.从试样表面宏观形貌来看，试样的腐蚀在温度 性的酸性介质，此时温度较高，腐蚀性介质HC1在 为90℃时最严重，温度低于90℃时，发生腐蚀的倾 水中的扩散速度较快，形成的酸性介质HCl溶液内 向性随温度的升高而增大，当温度高于90℃时，其 部电子的移动速度较快，HC1溶液与金属界面处的 发生腐蚀的倾向性随温度的升高而减弱. 腐蚀反应速度较快，促进了试样表面的腐蚀，因此在 去除腐蚀产物后，pH值为2时20钢在不同温 90℃时腐蚀速率达到最大：当温度由90℃降低到 度下的试样表面微观形貌如图6所示.从图中可以 70℃，随温度的降低腐蚀速率逐渐减小.腐蚀速率 看出，腐蚀介质温度为90℃时，试样表面整体呈现 从1.2降低到0.53mm"a-1,降低到1/2左右，温度 腐蚀均匀的形貌，局部伴有少量的腐蚀坑，腐蚀坑的 降低，HCl溶液中离子的运动速度受到抑制，其与金 数量较少，在试样表面无规则分布，腐蚀坑直径较 属界面处的腐蚀反应进行的速率减小，抑制试样表 小，约5~10m,如图6(a)中红色箭头标记部分所 面的腐蚀，腐蚀速率减小 示，腐蚀区域放大后的形貌如图6(b)所示，从图中 pH值为2时，20”钢在不同温度下的试样表面 可以看出腐蚀坑很浅；腐蚀介质温度为110℃时，试 宏观形貌如图5所示.从图中可以看出，随温度的 样表面腐蚀坑的数量明显增多，腐蚀坑的直径约为 升高，试样表面均发生了不同程度的腐蚀，腐蚀产物 5~100μm,试样表面的腐蚀分布不均匀，有些区域 在试样表面的覆盖面积先增大后减小，在90℃覆盖 出现了明显的腐蚀，有些区域仍能够观察到明显的 面积最大.温度为70℃时，试样表面部分被锈层覆 划痕，如图6(c)中黄色和红色标记区域所示.腐蚀 盖，可见金属光亮；温度由70℃增加到90℃时，随 区域放大后的形貌如图6(d)所示，从图中可以看 着温度的升高，试样表面的腐蚀产物明显增多，观察 出，在腐蚀明显的区域，试样表面相邻的腐蚀坑之间 到金属光亮的区域逐渐变小；当温度达到90℃时试 出现了合并现象，腐蚀坑较深，如图中红色标注部分 样表面被锈层全面覆盖，未见金属色泽；温度为100 所示.温度为90℃时，腐蚀性介质在试样表面大量 ℃时，试样表面的腐蚀产物覆盖面变窄，略现金属光 凝结，并均匀分布在介质表面，试样表面的腐蚀坑较 a e 图520钢在不同温度下的试样表面宏观形貌(pH值为2).(a)70℃：(b)80℃：(c)90℃：(d)100℃：(e)110℃ Fig.5 Optical morphologies of20°steel at different temperatures(pH value of2):(a）70℃；(b)80℃：(c)90℃；(d)I00℃：(e）110℃工程科学学报，第 40 卷，第 9 期 20# 钢的腐蚀速率均呈现先增加后减少的趋势，且在 90 ℃时达到最大． 对比图 3 可知，100 ℃为 HCl 溶液 的相变点． 以 HCl 溶液 pH 值为 2 为例，温度为 110 ℃时，腐蚀介质均以气相形式存在，腐蚀较轻微; 温 度由 110 ℃降低至 HCl 溶液露点温度 100 ℃ 时，腐 蚀介质 HCl 气体将迅速溶于试样表面凝结的露滴 中，形成腐蚀性极强的酸性介质，腐蚀速率急剧增 加，腐蚀速率从 0. 23 mm·a － 1 增加到 0. 88 mm·a － 1 ( 如图中虚线所示) ，增加了 3. 8 倍左右，其原因在 于: 该时刻试样表面形成的水露滴较少，且高温抑制 HCl 气体在水露滴中的溶解速率，导致形成的酸性 腐蚀介质较少，因此腐蚀速率并未达到最大值; 温度 由 100 ℃ 降低至 90 ℃ 时，随着温度的降低，大量的 水蒸气在试样表面冷凝成水露滴，形成具有强腐蚀 性的酸性介质，此时温度较高，腐蚀性介质 HCl 在 水中的扩散速度较快，形成的酸性介质 HCl 溶液内 图 5 20# 钢在不同温度下的试样表面宏观形貌( pH 值为 2) . ( a) 70 ℃ ; ( b) 80 ℃ ; ( c) 90 ℃ ; ( d) 100 ℃ ; ( e) 110 ℃ Fig． 5 Optical morphologies of 20# steel at different temperatures ( pH value of 2) : ( a) 70 ℃ ; ( b) 80 ℃ ; ( c) 90 ℃ ; ( d) 100 ℃ ; ( e) 110 ℃ 部电子的移动速度较快，HCl 溶液与金属界面处的 腐蚀反应速度较快，促进了试样表面的腐蚀，因此在 90 ℃ 时腐蚀速率达到最大; 当温度由 90 ℃ 降低到 70 ℃，随温度的降低腐蚀速率逐渐减小． 腐蚀速率 从 1. 2 降低到 0. 53 mm·a － 1，降低到 1 /2 左右，温度 降低，HCl 溶液中离子的运动速度受到抑制，其与金 属界面处的腐蚀反应进行的速率减小，抑制试样表 面的腐蚀，腐蚀速率减小． pH 值为 2 时，20# 钢在不同温度下的试样表面 宏观形貌如图 5 所示． 从图中可以看出，随温度的 升高，试样表面均发生了不同程度的腐蚀，腐蚀产物 在试样表面的覆盖面积先增大后减小，在 90 ℃ 覆盖 面积最大． 温度为 70 ℃时，试样表面部分被锈层覆 盖，可见金属光亮; 温度由 70 ℃ 增加到 90 ℃ 时，随 着温度的升高，试样表面的腐蚀产物明显增多，观察 到金属光亮的区域逐渐变小; 当温度达到 90 ℃ 时试 样表面被锈层全面覆盖，未见金属色泽; 温度为 100 ℃时，试样表面的腐蚀产物覆盖面变窄，略现金属光 图 4 20# 钢在不同温度下的腐蚀速率 Fig． 4 Corrosion rate of 20# steel at different temperatures 泽; 温度为 110 ℃ 时，试样表面变灰变暗，无金属光 泽． 从试样表面宏观形貌来看，试样的腐蚀在温度 为 90 ℃时最严重，温度低于 90 ℃ 时，发生腐蚀的倾 向性随温度的升高而增大，当温度高于 90 ℃ 时，其 发生腐蚀的倾向性随温度的升高而减弱． 去除腐蚀产物后，pH 值为 2 时 20# 钢在不同温 度下的试样表面微观形貌如图 6 所示． 从图中可以 看出，腐蚀介质温度为 90 ℃ 时，试样表面整体呈现 腐蚀均匀的形貌，局部伴有少量的腐蚀坑，腐蚀坑的 数量较少，在试样表面无规则分布，腐蚀坑直径较 小，约 5 ～ 10 μm，如图 6( a) 中红色箭头标记部分所 示，腐蚀区域放大后的形貌如图 6( b) 所示，从图中 可以看出腐蚀坑很浅; 腐蚀介质温度为 110 ℃ 时，试 样表面腐蚀坑的数量明显增多，腐蚀坑的直径约为 5 ～ 100 μm，试样表面的腐蚀分布不均匀，有些区域 出现了明显的腐蚀，有些区域仍能够观察到明显的 划痕，如图 6( c) 中黄色和红色标记区域所示． 腐蚀 区域放大后的形貌如图 6( d) 所示，从图中可以看 出，在腐蚀明显的区域，试样表面相邻的腐蚀坑之间 出现了合并现象，腐蚀坑较深，如图中红色标注部分 所示． 温度为 90 ℃时，腐蚀性介质在试样表面大量 凝结，并均匀分布在介质表面，试样表面的腐蚀坑较 · 2011 ·