D0I:10.13374/1.issnl00103.2009.0L.006 第31卷第1期 北京科技大学学报 Vol.31 No.1 2009年1月 Journal of University of Science and Technology Beijing Jan.2009 温度对Q235钢在大港土中腐蚀行为和机理的影响 聂向晖杜翠薇李晓刚 北京科技大学材料科学与工程学院，北京100083 摘要利用极化曲线、线性极化和电化学阻抗谱(EIS)研究了Q235钢在20~70℃，含水20%的大港土中的腐蚀行为·实验 表明：Q235钢的腐蚀电流密度随温度升高而增大，线性极化电阻R。及电荷转移电阻R,随温度升高而减小：在阳极极化 100~200mV区间，Q235钢的电极过程受到了一定阻滞，E一1gI曲线在该极化区间内的斜率随温度升高而呈指数衰减：利用 腐蚀电流密度和线性极化电阻所计算的Stn公式中的B值要大于活性区均匀腐蚀所对应的B值，在实验温度范围内，其数 值基本维持在44.2mV左右；线性极化电阻B。是整个电极反应过程的综合体现，在含水20%的大港土中，由于受扩散过程控 制，R,的数值要比电荷转移电阻R:大得多 关键词Q235钢：温度；极化曲线：电化学阻抗谱；线性极化电阻 分类号TG172.4 Influence of temperature on the corrosion behavior and mechanism of Q235 steel in Dagang soil NIE Xiang-hui,DU Cui-wei,LI Xiao-gang School of Materials Science and Engineering.University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083.China ABSTRACT The corrosion behavior of Q235 steel in Dagang soil with a 20%water content at different temperatures was studied by the means of polarization curve,linear polarization and electrochemical impedance spectroscopy (EIS).The results indicate that at the range of 20t70Cwith inereasing temperature thecure densityincreases and the linear poarization resistanceR and the charge transfer resistance R depress.At the range of 100 to 200mV of anodic polarization.the electrode reaction of Q235 steel is blocked,and the slops of E to lg I curves exponentially decrease with increasing temperature.The value of B which is calcu- lated by the corrosion current densityand the linear polarization resistance Rp is bigger than the one which accounts for active uni- formity corrosion.and keeps constant at about 44.2mV.Due to the control of diffusion process,the linear polarization resistances Rp is much bigger than the charge transfer resistance R,obtained from equivalent circuit simulation of EIS technology. KEY WORDS Q235 steel:temperature:polarization curve:electrochemical impedance spectroscopy:linear polarization resistance 金属材料在土壤中的腐蚀与其他环境腐蚀问题 蚀的影响作用就更为突出，受温度影响，碳钢的腐 一样，是一个多影响因素的复杂过程山.一方面它 蚀速率随季节变化而改变，其在春夏交替时腐蚀速 与材料的成分)，组织结构、表面状态和受力状况 率最大，在冬季腐蚀速率最低，夏秋季节腐蚀速率处 等因素有关；另一方面，环境条件变化对其腐蚀过程 于上述两者之间]，由于腐蚀电位和氧化一还原电 也起着至关重要的影响，影响土壤腐蚀的环境因素 位等指标随温度变化而改变，因而在阴极保护中随 主要有土壤的不均匀性、含盐量、含气（氧）量、含水 温度变化，保护电位也有一定的差异，文献[6]研究 量pH值、温度、压力和微生物种类等3. 了温度对埋地钢管阴极保护的影响，当温度升高时， 随季节的更迭，土壤温度变化较大；对于供热管 腐蚀电流密度增大；在较高温度下，一0.85VCSE 线来说，其在较高的温度条件下工作，温度对土壤腐 (饱和硫酸铜电极)的保护电位已不能使埋地钢管得 收稿日期：2007-12-10 基金项目：科技部国家科学基础条件平台建设项目(No,2005DKA10400):国家科技支撑计划资助项目(N。.2006BAK02B0-06) 作者简介：聂向晖(1972-)，男，博士研究生，E mail:icxh3597@sina.com-cn:李晓刚(1963一)，男，教授，博士温度对 Q235钢在大港土中腐蚀行为和机理的影响 聂向晖 杜翠薇 李晓刚 北京科技大学材料科学与工程学院‚北京100083 摘 要 利用极化曲线、线性极化和电化学阻抗谱（EIS）研究了 Q235钢在20～70℃、含水20％的大港土中的腐蚀行为．实验 表明：Q235钢的腐蚀电流密度随温度升高而增大‚线性极化电阻 Rp 及电荷转移电阻 Rt 随温度升高而减小；在阳极极化 100～200mV 区间‚Q235钢的电极过程受到了一定阻滞‚E～lg I 曲线在该极化区间内的斜率随温度升高而呈指数衰减；利用 腐蚀电流密度和线性极化电阻所计算的 Stern 公式中的 B 值要大于活性区均匀腐蚀所对应的 B 值‚在实验温度范围内‚其数 值基本维持在44∙2mV 左右；线性极化电阻 Rp 是整个电极反应过程的综合体现‚在含水20％的大港土中‚由于受扩散过程控 制‚Rp 的数值要比电荷转移电阻 Rt 大得多． 关键词 Q235钢；温度；极化曲线；电化学阻抗谱；线性极化电阻 分类号 TG172∙4 Influence of temperature on the corrosion behavior and mechanism of Q235steel in Dagang soil NIE Xiang-hui‚DU Cu-i wei‚LI Xiao-gang School of Materials Science and Engineering‚University of Science and Technology Beijing‚Beijing100083‚China ABSTRACT T he corrosion behavior of Q235steel in Dagang soil with a20％ water content at different temperatures was studied by the means of polarization curve‚linear polarization and electrochemical impedance spectroscopy （EIS）．T he results indicate that at the range of 20to70℃‚with increasing temperature the corrosion current density Icorr increases‚and the linear polarization resistance Rp and the charge transfer resistance Rt depress．At the range of 100to 200mV of anodic polarization‚the electrode reaction of Q235 steel is blocked‚and the slops of E to lg I curves exponentially decrease with increasing temperature．T he value of B which is calcu￾lated by the corrosion current density Icorr and the linear polarization resistance Rp is bigger than the one which accounts for active uni￾formity corrosion‚and keeps constant at about44∙2mV．Due to the control of diffusion process‚the linear polarization resistances Rp is much bigger than the charge transfer resistance Rt obtained from equivalent circuit simulation of EIS technology． KEY WORDS Q235steel；temperature；polarization curve；electrochemical impedance spectroscopy；linear polarization resistance 收稿日期：2007-12-10 基金项目：科技部国家科学基础条件平台建设项目（No．2005DKA10400）；国家科技支撑计划资助项目（No．2006BAK02B01－06） 作者简介：聂向晖（1972－）‚男‚博士研究生‚E-mail：niexh3597＠sina．com．cn；李晓刚（1963－）‚男‚教授‚博士 金属材料在土壤中的腐蚀与其他环境腐蚀问题 一样‚是一个多影响因素的复杂过程［1］．一方面它 与材料的成分［2］、组织结构、表面状态和受力状况 等因素有关；另一方面‚环境条件变化对其腐蚀过程 也起着至关重要的影响．影响土壤腐蚀的环境因素 主要有土壤的不均匀性、含盐量、含气（氧）量、含水 量、pH 值、温度、压力和微生物种类等［3－4］． 随季节的更迭‚土壤温度变化较大；对于供热管 线来说‚其在较高的温度条件下工作‚温度对土壤腐 蚀的影响作用就更为突出．受温度影响‚碳钢的腐 蚀速率随季节变化而改变‚其在春夏交替时腐蚀速 率最大‚在冬季腐蚀速率最低‚夏秋季节腐蚀速率处 于上述两者之间［5］．由于腐蚀电位和氧化－还原电 位等指标随温度变化而改变‚因而在阴极保护中随 温度变化‚保护电位也有一定的差异．文献［6］研究 了温度对埋地钢管阴极保护的影响‚当温度升高时‚ 腐蚀电流密度增大；在较高温度下‚－0∙85V CSE （饱和硫酸铜电极）的保护电位已不能使埋地钢管得 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．31No．1 Jan．2009 DOI:10．13374／j．issn1001－053x．2009．01．006