D0I:10.13374/i.issnl00It03.2009.02.012 第31卷第2期 北京科技大学学报 Vol.31 No.2 2009年2月 Journal of University of Science and Technology Beijing Feh.2009 低碳贝氏体钢在薄液膜下的初期腐蚀 王树涛高克玮杨善武贺信菜 北京科技大学材料科学与工程学院，北京100083 摘要用质量分数3.5%的NaC1溶液作为腐蚀液，滴于低碳铁素体钢、09 CuPCrNi钢和低碳贝氏体钢的表面并形成薄液 膜，用金相显微镜观测薄液膜下三种钢的初期腐蚀·低碳铁素体钢和O9 CuPCrNi钢均出现了明显的晶界择优腐蚀，而低碳贝 氏体钢没有出现明显的晶界择优腐蚀·钢基体的电化学阻抗谱和极化曲线测量结果显示低碳贝氏体钢具有最高极化电阻和 最小腐蚀电流，表明细晶组织的低碳贝氏体钢的初期腐蚀速率低于其他两种钢 关键词低碳贝氏体钢：薄液膜：初期腐蚀：择优腐蚀：腐蚀速率 分类号TG172.3 Initial corrosion of low-carbon bainitic steel under thin liquid film WA NG Shu-tao,GAO Ke-wei,YA NG Shan-wu,HE Xin-lai School of Materials Science and Engineering.University of Science and Technology Beijing.Beijing 100083,China ABSTRACT 3.5%NaCl (mass fraction)aqueous solution as corrosion medium was dropped onto the surfaces of low-carbon ferritic steel.09CuPCrNi steel and low-carbon bainitic steel to form thin liquid films.Initial corrosion of the steels was observed by metallo- graphic microscope.Selected attack along grain boundaries occurred in both low-carbon ferritic steel and 09CuPCrNi steel.while this did not occur in low-carbon bainitic steel.The electrochemical impedance spectrum and polarization curve of the steel matrixes indicate that low-carbon bainitic steel exhibits the highest polarization resistance and the lowest corrosion current,so the initial corrosion rate of fine crystalline low-carbon bainitic steel was lower than that of the other two steels. KEY WORDS low"carbon bainitic steel;thin liquid film:initial corrosion:preferential corrosion:corrosion rate 大气腐蚀是包括化学和电化学反应的复杂过 400MPa以下，若要提高其强度，则需提高珠光体的 程，湿度、温度和污染物等都直接影响金属的大气腐 含量，这对低温韧性极为不利，细化钢的显微组织 蚀过程，特别是初期腐蚀阶段.Nishikata等山测量 可以同时提高其强度和韧性，近年来发展迅速的低 了Fe电极的阴极极化曲线，解释了电解液层的厚度 碳贝氏体钢]由于大量采用了组织细化技术，其 和pH值对铁的初期大气腐蚀的影响，林翠等[]对 综合力学性能得到极大提高，由于组织细化意味着 碳钢和耐候钢在北京城市大气中的初期腐蚀行为进 界面积增大，因而必须关注其界面腐蚀问题，尤其是 行了研究.Yamashita等3]研究了碳钢在NaS04和界面择优腐蚀对钢的初期腐蚀行为的影响.贝氏体 NaCl溶液膜的干湿交替条件下腐蚀初期的腐蚀产 中的界面不同于一般的平衡组织如铁素体之间或铁 物，Han等[用环境扫描显微镜研究了碳钢在实验 素体珠光体之间的界面，其腐蚀行为也可能不同，但 室模拟和沈阳自然大气曝晒的初期大气腐蚀的过 尚缺乏针对性的工作，为此，本文拟开展一些简单 程 直观的实验，采用质量分数3.5%的NaC1溶液作为 为延长钢结构的使用寿命，各国纷纷开发耐候 腐蚀液，对比研究一种新型的低碳贝氏体钢(C元素 钢，如我国生产的O9 CuPCrNi钢司，但是，这类钢的 的质量分数降低至0.03%以下)、传统耐候钢 基本组织为铁素体一-珠光体，屈服强度一般在O9CPCπNi和低碳铁素体钢在薄液膜下的初期腐蚀 收稿日期：2008-02-18 基金项目：国家重点基础研究发展计划资助项目(N。,2004CB619102):教有部新世纪优秀人才支持计划资助项目 作者简介：王树涛(1978一)，男，博士研究生：高克玮(1967一)，女：教授，博士生导师，E-mail:kwgao@mater·ustb.ed恤cn低碳贝氏体钢在薄液膜下的初期腐蚀 王树涛 高克玮 杨善武 贺信莱 北京科技大学材料科学与工程学院‚北京100083 摘 要 用质量分数3∙5％的 NaCl 溶液作为腐蚀液‚滴于低碳铁素体钢、09CuPCrNi 钢和低碳贝氏体钢的表面并形成薄液 膜‚用金相显微镜观测薄液膜下三种钢的初期腐蚀．低碳铁素体钢和09CuPCrNi 钢均出现了明显的晶界择优腐蚀‚而低碳贝 氏体钢没有出现明显的晶界择优腐蚀．钢基体的电化学阻抗谱和极化曲线测量结果显示低碳贝氏体钢具有最高极化电阻和 最小腐蚀电流‚表明细晶组织的低碳贝氏体钢的初期腐蚀速率低于其他两种钢． 关键词 低碳贝氏体钢；薄液膜；初期腐蚀；择优腐蚀；腐蚀速率 分类号 TG172∙3 Initial corrosion of low-carbon bainitic steel under thin liquid film W A NG Shu-tao‚GA O Ke-wei‚Y A NG Shan-w u‚HE Xin-lai School of Materials Science and Engineering‚University of Science and Technology Beijing‚Beijing100083‚China ABSTRACT 3∙5％ NaCl （mass fraction） aqueous solution as corrosion medium was dropped onto the surfaces of low-carbon ferritic steel‚09CuPCrNi steel and low-carbon bainitic steel to form thin liquid films．Initial corrosion of the steels was observed by metallo￾graphic microscope．Selected attack along grain boundaries occurred in both low-carbon ferritic steel and09CuPCrNi steel‚while this did not occur in low-carbon bainitic steel．T he electrochemical impedance spectrum and polarization curve of the steel matrixes indicate that low-carbon bainitic steel exhibits the highest polarization resistance and the lowest corrosion current‚so the initial corrosion rate of fine crystalline low-carbon bainitic steel was lower than that of the other two steels． KEY WORDS low-carbon bainitic steel；thin liquid film；initial corrosion；preferential corrosion；corrosion rate 收稿日期：2008-02-18 基金项目：国家重点基础研究发展计划资助项目（No．2004CB619102）；教育部新世纪优秀人才支持计划资助项目 作者简介：王树涛 （1978—）‚男‚博士研究生；高克玮（1967—）‚女‚教授‚博士生导师‚E-mail：kwgao＠mater．ustb．edu．cn 大气腐蚀是包括化学和电化学反应的复杂过 程‚湿度、温度和污染物等都直接影响金属的大气腐 蚀过程‚特别是初期腐蚀阶段．Nishikata 等［1］测量 了 Fe 电极的阴极极化曲线‚解释了电解液层的厚度 和 pH 值对铁的初期大气腐蚀的影响．林翠等［2］对 碳钢和耐候钢在北京城市大气中的初期腐蚀行为进 行了研究．Yamashita 等［3］研究了碳钢在 Na2SO4 和 NaCl 溶液膜的干湿交替条件下腐蚀初期的腐蚀产 物．Han 等［4］用环境扫描显微镜研究了碳钢在实验 室模拟和沈阳自然大气曝晒的初期大气腐蚀的过 程． 为延长钢结构的使用寿命‚各国纷纷开发耐候 钢‚如我国生产的09CuPCrNi 钢［5］．但是‚这类钢的 基本组织为铁素体 — 珠光体‚屈服强度一般在 400MPa以下‚若要提高其强度‚则需提高珠光体的 含量‚这对低温韧性极为不利．细化钢的显微组织 可以同时提高其强度和韧性‚近年来发展迅速的低 碳贝氏体钢［6—9］由于大量采用了组织细化技术‚其 综合力学性能得到极大提高．由于组织细化意味着 界面积增大‚因而必须关注其界面腐蚀问题‚尤其是 界面择优腐蚀对钢的初期腐蚀行为的影响．贝氏体 中的界面不同于一般的平衡组织如铁素体之间或铁 素体珠光体之间的界面‚其腐蚀行为也可能不同‚但 尚缺乏针对性的工作．为此‚本文拟开展一些简单 直观的实验‚采用质量分数3∙5％的 NaCl 溶液作为 腐蚀液‚对比研究一种新型的低碳贝氏体钢（C 元素 的质 量 分 数 降 低 至 0∙03％ 以 下）、传 统 耐 候 钢 09CuPCrNi 和低碳铁素体钢在薄液膜下的初期腐蚀 第31卷 第2期 2009年 2月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol．31No．2 Feb．2009 DOI:10．13374／j．issn1001－053x．2009．02．012