张瑾等：新型2CIMo2Ni钢在含二氧化碳油田采出液中的腐蚀行为 ·1065* 3.5 物膜都存在着不同程度的不均匀性.对比图5中去除 产物膜前后的形貌照片，可以看出腐蚀产物膜的不均 3.0 匀性与基体腐蚀程度的深浅有一定对应关系，说明这 2.5 种腐蚀产物膜的不均匀性导致了试样表面不同区域的 耐蚀性能出现了一定的差异.为进一步分析腐蚀产物 2.0 膜的组成，观察了2Cr1Mo2Ni和3Cr钢腐蚀240h后表 L.5 面试样的微观形貌照片，从图6可以看出2 Crl Mo22Ni 1.0 和3C实验钢的腐蚀产物膜分为两层.靠近基体的一 层是完整且致密的龟裂膜，远离基体的一层则是由许 0.5 多晶粒组成的晶态物质.通过能谱分析可知，该晶态 物质主要含Fe、0和C元素，Fe/0原子数比接近1/3， 2Cr1Mo2Ni2 3Cr 材料 同时含有少量的Ca元素.根据文献0]，推断晶态物 图42 Crl Moz2Ni和3Cr钢的平均腐蚀速率 质主要为FeC0,晶粒，同时有少量CaC0,在表面沉积. Fig.4 Corrosion rates of the 2Crl Mo2Ni and 3Cr steels 另一方面，能谱分析发现2 CrlMo22Ni钢的龟裂膜主要 在80℃和0.8MPa的环境中，在模拟油田采出液 为含C和Mo元素的腐蚀产物膜，同时含有少量Ni、 中浸泡240h后，取出的2Cr1Mo2Ni和3Cr实验钢弧形 Fe和Ca元素；而3Cr钢的龟裂膜主要为含Cr的腐蚀 试样的宏观腐蚀形貌照片如图5所示，二者的腐蚀产 产物膜，同时含有少量的Ffe和Ca元素. (a) (d )mm 图5宏观腐蚀形貌.(a,c)2Cr1M2Ni带腐蚀膜和去除腐蚀膜：(，d)3C带腐蚀膜和去除腐蚀膜 Fig.5 Macroscopic morphology:(a,c)2Crl Mo2Ni with corrosion scale and after scale removal:(b,d)3Cr with corrosion scale and after scale re- moval h 图62 Crl Mo2Ni和3Cr表面腐蚀形貌的扫描电镜图.(a)2ClMa2Ni:(b)3Cr Fig.6 Microscopie morphology of the corrosion scale:(a)2CrlMo2Ni:(b)3Cr 图7给出两种钢截面的背散射电子像，左侧黑色 根据图8所示的2 CrlMo2Ni腐蚀产物膜线扫描分 为环氧树脂，右侧白色为金属基体，中间灰色部分为生 析可以发现，N元素在腐蚀产物膜中的含量低于基 成的腐蚀产物膜.3Cr钢发生了均匀腐蚀，2 CrlMo2Ni 体，而Mo和C元素在腐蚀产物膜中的含量高于基体， 钢在腐蚀240h后出现了局部腐蚀倾向，界面起伏较 说明Mo和Cr在腐蚀产物膜中富集而Ni不富集.根 大，推测是2 CrlMo22Ni钢龟裂的腐蚀产物膜上覆盖着 据能谱分析结果发现，腐蚀前沿处（图中浅灰色区域） 大量的不连续FeC0,晶粒所导致的.有FeCO,晶粒覆 Cr/Fe和Mo/Fe比低于腐蚀膜外层（深灰色区域） 盖的区域，腐蚀产物膜较厚，腐蚀较慢：没有FeC0,覆 2.2动电位极化曲线 盖的区域，腐蚀速度略快，因而界面起伏较大 在80℃常压条件下测得2 CrlMo22Ni和3Cr试样张 瑾等: 新型 2Cr1Mo2Ni 钢在含二氧化碳油田采出液中的腐蚀行为 图 4 2Cr1Mo2Ni 和 3Cr 钢的平均腐蚀速率 Fig． 4 Corrosion rates of the 2Cr1Mo2Ni and 3Cr steels 在 80 ℃和 0. 8 MPa 的环境中，在模拟油田采出液 中浸泡 240 h 后，取出的 2Cr1Mo2Ni 和 3Cr 实验钢弧形 试样的宏观腐蚀形貌照片如图 5 所示，二者的腐蚀产 物膜都存在着不同程度的不均匀性． 对比图 5 中去除 产物膜前后的形貌照片，可以看出腐蚀产物膜的不均 匀性与基体腐蚀程度的深浅有一定对应关系，说明这 种腐蚀产物膜的不均匀性导致了试样表面不同区域的 耐蚀性能出现了一定的差异． 为进一步分析腐蚀产物 膜的组成，观察了 2Cr1Mo2Ni 和 3Cr 钢腐蚀 240 h 后表 面试样的微观形貌照片，从图 6 可以看出 2Cr1Mo2Ni 和 3Cr 实验钢的腐蚀产物膜分为两层． 靠近基体的一 层是完整且致密的龟裂膜，远离基体的一层则是由许 多晶粒组成的晶态物质． 通过能谱分析可知，该晶态 物质主要含 Fe、O 和 C 元素，Fe /O 原子数比接近 1 /3， 同时含有少量的 Ca 元素． 根据文献［10］，推断晶态物 质主要为 FeCO3晶粒，同时有少量 CaCO3在表面沉积． 另一方面，能谱分析发现 2Cr1Mo2Ni 钢的龟裂膜主要 为含 Cr 和 Mo 元素的腐蚀产物膜，同时含有少量 Ni、 Fe 和 Ca 元素; 而 3Cr 钢的龟裂膜主要为含 Cr 的腐蚀 产物膜，同时含有少量的 Fe 和 Ca 元素． 图 5 宏观腐蚀形貌． ( a，c) 2Cr1Mo2Ni 带腐蚀膜和去除腐蚀膜; ( b，d) 3Cr 带腐蚀膜和去除腐蚀膜 Fig． 5 Macroscopic morphology: ( a，c) 2Cr1Mo2Ni with corrosion scale and after scale removal; ( b，d) 3Cr with corrosion scale and after scale re￾moval 图 6 2Cr1Mo2Ni 和 3Cr 表面腐蚀形貌的扫描电镜图． ( a) 2Cr1Mo2Ni; ( b) 3Cr Fig． 6 Microscopic morphology of the corrosion scale: ( a) 2Cr1Mo2Ni; ( b) 3Cr 图 7 给出两种钢截面的背散射电子像，左侧黑色 为环氧树脂，右侧白色为金属基体，中间灰色部分为生 成的腐蚀产物膜． 3Cr 钢发生了均匀腐蚀，2Cr1Mo2Ni 钢在腐蚀 240 h 后出现了局部腐蚀倾向，界面起伏较 大，推测是 2Cr1Mo2Ni 钢龟裂的腐蚀产物膜上覆盖着 大量的不连续 FeCO3晶粒所导致的． 有 FeCO3晶粒覆 盖的区域，腐蚀产物膜较厚，腐蚀较慢; 没有 FeCO3 覆 盖的区域，腐蚀速度略快，因而界面起伏较大． 根据图 8 所示的 2Cr1Mo2Ni 腐蚀产物膜线扫描分 析可以发现，Ni 元素在腐蚀产物膜中的含量低于基 体，而 Mo 和 Cr 元素在腐蚀产物膜中的含量高于基体， 说明 Mo 和 Cr 在腐蚀产物膜中富集而 Ni 不富集． 根 据能谱分析结果发现，腐蚀前沿处( 图中浅灰色区域) Cr / Fe 和 Mo / Fe 比低于腐蚀膜外层( 深灰色区域) ． 2. 2 动电位极化曲线 在 80 ℃常压条件下测得 2Cr1Mo2Ni 和 3Cr 试样 · 5601 ·