栗丽等：304L不锈钢焊缝在混凝士模拟孔隙液中的点蚀行为 *1167· 的数据用ZSimpWin软件进行参数拟合.Mott-Schottky 隙液中，测试得到的极化曲线形状基本相同，表明焊接 曲线的测试频率为1kHz,电位测试区间选择为钝化区 接头三个区的电化学过程相似.阳极电流密度随着电 内，扰动电压为10mV,扫描速率为15mVs. 位的升高而增大，当电极电位达到一定值后，不锈钢焊 表面形貌观察采用环境扫描电子显微镜(Quanta 接接头表面开始转入钝化过程.在此过程中，阳极电 200,FEI,荷兰)及三维体视显微镜(VHX-2000, 流密度的数值基本上不随电极电位的升高而改变 Keyence,日本)表征， 根据图4给出的极化曲线，随着C1~的增加，自腐 蚀电位降低，而自腐蚀电流密度略有增加，表明焊接接 2实验结果及讨论 头各区的腐蚀敏感性增加，且腐蚀速度加快.同时，当 2.1动电位极化曲线 NaCl的质量分数达到1%时，焊接接头三个区域的自 图4给出了焊接接头三个区域在不同C1ˉ含量的 腐蚀电位会明显降低.由此可见，虽然不锈钢钢筋混 混凝土模拟孔隙液中的极化曲线.由图可以看出，母 凝土结构常常维持的碱性环境下，但Cˉ的加入，仍然 材、热影响区和焊缝在C”含量不同的混凝土模拟孔 会使结构的耐蚀性明显降低 0.8(a 一NaC质量分数05% 0.9b NaCI质量分数0.5% NaCl质量分数1.0% NaCl质量分数1.0% NaCI质量分数2.0% 0.6 NaCI质量分数2.0% 0.4 NaCl质量分数3.5% NaC1质量分数3.5% 0.3F 0 0.4 -0.3 -0.8 -0.6 -0.9 -1.2b -3 -2 -5 -3 -2 女l/mAcm-1 l因I/mAcm】 (c) NaCl质量分数0.5% 0.9 NaCI质量分数1.0% NaC1质量分数2.0% 0.6 NaC1质量分数3.5% 0.3 0 -0.3 -0.6 -0.9 6 -5 4-3-2-10 lgl/(mA.cm〗 图4焊接接头在不同CIˉ含量的混凝土模拟孔隙液中的极化曲线.()母材：(b)热影响区：(c)焊缝 Fig.4 Potentiodynamic polarization curves of three zones in the simulated concrete pore solutions with different NaCl concentrations:(a)base metal; (b)heat affected zone:(c)weld metal 图5为焊接接头三个区域在不同C1~含量的混凝 位降低；当NaCl质量分数增加到1%时，自腐蚀电位 土模拟孔隙液中自腐蚀电位E以及点蚀电位E,与 明显降低；此后，随着C1ˉ含量继续增加，自腐蚀电位 NaCl含量之间的关系.由图可以看出，在没有Clˉ加 继续降低，但降低速率减小：当NaCI质量分数为 入时，三个区域（母材、焊缝和热影响区）的自腐蚀电 3.5%时降至最低：三个区域相比较，焊缝的自腐蚀电 位和点蚀电位均非常接近，说明在纯碱性等腐蚀环境 位和点蚀电位均为最高，热影响区次之，而母材的最 较弱的情况下，焊接接头各区的耐蚀性相近，分别为在 低.这表明在模拟钢筋混凝土孔隙液中，焊缝区的耐 -300mV和500mV左右. 蚀性最好，而母材的最差 加入Cˉ后，母材、焊缝和热影响区表现出相似的 2.2交流阻抗谱 腐蚀行为.随着C1ˉ含量的增加，自腐蚀电位和点蚀电 图6为焊接接头三个区域在不同CIˉ含量的混栗 丽等: 304 L 不锈钢焊缝在混凝土模拟孔隙液中的点蚀行为 的数据用 ZSimpWin 软件进行参数拟合． Mott--Schottky 曲线的测试频率为 1 kHz，电位测试区间选择为钝化区 内，扰动电压为 10 mV，扫描速率为 15 mV·s － 1 ． 表面形貌观察采用环境扫描电子显微镜( Quanta 200，FEI，荷 兰) 及 三 维 体 视 显 微 镜 ( VHX--2000， Keyence，日本) 表征． 2 实验结果及讨论 2. 1 动电位极化曲线 图 4 给出了焊接接头三个区域在不同 Cl － 含量的 混凝土模拟孔隙液中的极化曲线． 由图可以看出，母 材、热影响区和焊缝在 Cl － 含量不同的混凝土模拟孔 隙液中，测试得到的极化曲线形状基本相同，表明焊接 接头三个区的电化学过程相似． 阳极电流密度随着电 位的升高而增大，当电极电位达到一定值后，不锈钢焊 接接头表面开始转入钝化过程． 在此过程中，阳极电 流密度的数值基本上不随电极电位的升高而改变． 根据图 4 给出的极化曲线，随着 Cl － 的增加，自腐 蚀电位降低，而自腐蚀电流密度略有增加，表明焊接接 头各区的腐蚀敏感性增加，且腐蚀速度加快． 同时，当 NaCl 的质量分数达到 1% 时，焊接接头三个区域的自 腐蚀电位会明显降低． 由此可见，虽然不锈钢钢筋混 凝土结构常常维持的碱性环境下，但 Cl － 的加入，仍然 会使结构的耐蚀性明显降低． 图 4 焊接接头在不同 Cl － 含量的混凝土模拟孔隙液中的极化曲线． ( a) 母材; ( b) 热影响区; ( c) 焊缝 Fig． 4 Potentiodynamic polarization curves of three zones in the simulated concrete pore solutions with different NaCl concentrations: ( a) base metal; ( b) heat affected zone; ( c) weld metal 图 5 为焊接接头三个区域在不同 Cl － 含量的混凝 土模拟孔隙液中自腐蚀电位 Ecorr 以及点蚀电位 Eb与 NaCl 含量之间的关系． 由图可以看出，在没有 Cl － 加 入时，三个区域( 母材、焊缝和热影响区) 的自腐蚀电 位和点蚀电位均非常接近，说明在纯碱性等腐蚀环境 较弱的情况下，焊接接头各区的耐蚀性相近，分别为在 － 300 mV 和 500 mV 左右． 加入 Cl － 后，母材、焊缝和热影响区表现出相似的 腐蚀行为． 随着 Cl － 含量的增加，自腐蚀电位和点蚀电 位降低; 当 NaCl 质量分数增加到 1% 时，自腐蚀电位 明显降低; 此后，随着 Cl － 含量继续增加，自腐蚀电位 继续 降 低，但 降 低 速 率 减 小; 当 NaCl 质 量 分 数 为 3. 5% 时降至最低; 三个区域相比较，焊缝的自腐蚀电 位和点蚀电位均为最高，热影响区次之，而母材的最 低． 这表明在模拟钢筋混凝土孔隙液中，焊缝区的耐 蚀性最好，而母材的最差． 2. 2 交流阻抗谱 图 6 为焊接接头三个区域在不同 Cl － 含量的混 ·1167·