李东亮等：低碳钢在湿热工业海洋大气中的腐蚀特征 ·741· 表2实验钢腐蚀深度曲线拟合结果 I00 口0235B 5.4 Q345B △ Table 2 Fitting results of corrosion depth curves of experimental steels SPA-H 80 曲线拟合 4.8 实验钢 腐蚀深度/μm 回归系数 60 4.2 0235B 2.69726062677 R2=0.99729 40 3.6 Q345B 2.41546061714 2=0.99897 SPA-H 1.602480m600 R2=0.99819 20 岳 3.0 0 2.4 0 物抑制外界粒子人侵的能力有限，相反其疏松结构却 0 48 96144192240288336 为腐蚀液的长期润湿和渗透提供了必要条件.同时发 腐蚀时间小 现：疏松腐蚀产物基底是连续的锈层，它们已经对钢基 图1实验钢腐蚀动力学曲线 体形成全面防护.Q235B外锈层中存在褶皱和裂纹， Fig.1 Corrosion kinetics vs corrosion time of experimental steels 裂纹出现在褶皱脊梁上，应该是褶皱断裂所致，而裂纹 越缓慢，即腐蚀速率下降越快，锈层保护性越好：而n 随即成为腐蚀液大量入侵的快速通道：Q345B外锈层 值越接近1，腐蚀速率下降越慢，锈层保护性越差.n> 基底也存在小裂纹，SPA-H外锈层因腐蚀产物太浓密 1时，随t增加(t>1),d快速增长，即腐蚀速率上升， 难以看到基底情况. 说明锈层不具有保护性.故常数n反应了钢材的腐蚀 腐蚀336h时，三种外锈层的致密性有明显改善， 变化趋势.由表2知：A2m>A4m>Ap-H,1>nsp-H> 但出现不同程度的裂纹和锈层脱落.Q235B外锈层如 n2sB>nos4ss>0.5,说明耐候钢SPA-H的初始单位腐 酥皮般脱落，说明其锈层不稳定且层间结合力差 蚀量A最小，即初始耐腐蚀性能最好，但腐蚀趋势最 Q345B外锈层的致密性最好，表面球状腐蚀产物也非 大，即后期所得锈层的保护性能较差；另外，相同条件 常致密，但存在较大裂纹：裂纹边缘齐整，穿越位置没 下，钢种不同，A、n值不同，说明随A、n值随钢种改变 有明显规律，应该是内应力在锈层干燥过程中突然释 而改变 放所致.SPA-H外锈层有部分片层脱落，脱落后的区 2.2锈层表面形貌 域可以看到隐藏的较大裂纹，裂纹深入锈层内部：另外 图2为实验钢腐蚀144h和336h的锈层表面微观 发现，内部锈层的致密性低于表面脱落锈层，两层之间 形貌.腐蚀144h时，三种锈层表面均为疏松的腐蚀产 有极少量新生疏松腐蚀产物，说明表面锈层与主体锈 物，疏密程度为Q235B<Q345B<SPA-H.疏松腐蚀产 层间的结合力较差，而致密性差异是导致表面锈层脱 Mag-1000X 30 um Mag-1o00x 30m 30m Mag-1000X 30μm 1ag-100x 图2实验钢腐蚀144h((a)Q235B:(b)Q345B:(c)SPA-H)和336h((d)Q235B:(e)Q345B:(f)SPA-H)后的锈层表面扫描电镜 形貌 Fig.2 SEM images of surface rust layers of experimental steels corroded for 144 h ((a)Q235B;(b)Q345B;(c)SPA-H)and 336 h ((d) Q235B;(e)Q345B:(f)SPA-H)李东亮等: 低碳钢在湿热工业海洋大气中的腐蚀特征 图 1 实验钢腐蚀动力学曲线 Fig. 1 Corrosion kinetics vs corrosion time of experimental steels 越缓慢,即腐蚀速率下降越快,锈层保护性越好;而 n 值越接近 1,腐蚀速率下降越慢,锈层保护性越差. n > 1 时,随 t 增加( t > 1),d 快速增长,即腐蚀速率上升, 说明锈层不具有保护性. 故常数 n 反应了钢材的腐蚀 变化趋势. 由表 2 知:AQ235B > AQ345B > ASPA鄄鄄H,1 > nSPA鄄鄄H > 图 2 实验钢腐蚀 144 h ((a) Q235B; (b) Q345B; (c) SPA鄄鄄H)和 336 h ((d) Q235B; (e) Q345B; ( f) SPA鄄鄄 H)后的锈层表面扫描电镜 形貌 Fig. 2 SEM images of surface rust layers of experimental steels corroded for 144 h (( a) Q235B; ( b) Q345B; ( c) SPA鄄鄄 H) and 336 h (( d) Q235B; (e) Q345B; (f) SPA鄄鄄H) nQ235B > nQ345B > 0郾 5,说明耐候钢 SPA鄄鄄 H 的初始单位腐 蚀量 A 最小,即初始耐腐蚀性能最好,但腐蚀趋势 n 最 大,即后期所得锈层的保护性能较差;另外,相同条件 下,钢种不同,A、n 值不同,说明随 A、n 值随钢种改变 而改变. 2郾 2 锈层表面形貌 图 2 为实验钢腐蚀 144 h 和 336 h 的锈层表面微观 形貌. 腐蚀 144 h 时,三种锈层表面均为疏松的腐蚀产 物,疏密程度为 Q235B < Q345B < SPA鄄鄄H. 疏松腐蚀产 表 2 实验钢腐蚀深度曲线拟合结果 Table 2 Fitting results of corrosion depth curves of experimental steels 实验钢 腐蚀深度/ 滋m 回归系数 Q235B 2郾 69726t 0郾 62677 R 2 = 0郾 99729 Q345B 2郾 41546t 0郾 61714 R 2 = 0郾 99897 SPA鄄鄄H 1郾 60248t 0郾 70600 R 2 = 0郾 99819 物抑制外界粒子入侵的能力有限,相反其疏松结构却 为腐蚀液的长期润湿和渗透提供了必要条件. 同时发 现:疏松腐蚀产物基底是连续的锈层,它们已经对钢基 体形成全面防护. Q235B 外锈层中存在褶皱和裂纹, 裂纹出现在褶皱脊梁上,应该是褶皱断裂所致,而裂纹 随即成为腐蚀液大量入侵的快速通道;Q345B 外锈层 基底也存在小裂纹,SPA鄄鄄H 外锈层因腐蚀产物太浓密 难以看到基底情况. 腐蚀 336 h 时,三种外锈层的致密性有明显改善, 但出现不同程度的裂纹和锈层脱落. Q235B 外锈层如 酥皮般脱落,说明其锈层不稳定且层间结合力差. Q345B 外锈层的致密性最好,表面球状腐蚀产物也非 常致密,但存在较大裂纹;裂纹边缘齐整,穿越位置没 有明显规律,应该是内应力在锈层干燥过程中突然释 放所致. SPA鄄鄄H 外锈层有部分片层脱落,脱落后的区 域可以看到隐藏的较大裂纹,裂纹深入锈层内部;另外 发现,内部锈层的致密性低于表面脱落锈层,两层之间 有极少量新生疏松腐蚀产物,说明表面锈层与主体锈 层间的结合力较差,而致密性差异是导致表面锈层脱 ·741·