第5期 徐龙娇等：Ct作用下碳钢和耐候钢大气初期腐蚀的Kv探针研究 ·583 Fe 300 200- 0 e Fe 0 4 10 能量AeV (a) 600F Fe 3y0 0 景 100 Mn Fe 1655 0 6 10 (b) 能量keV 图1盐雾实验120m后的扫描电镜照片及EDS能谱分析图（两Q2必5碳钢：(b)Q450NQR1耐候钢 Fig 1 SEM micographs and EDS spectma of specmens afer 120 min salt spray test (a)Q235 caon steel b)Q450NQRI wea thering steel 腐蚀产物锈层，因此锈层中有大量的FO元素 逐渐升高.另外还可发现碳钢腐蚀过程中，表面阴 2.2Q235碳钢的盐雾腐蚀形貌和SKP测试 极区和阳极区的位置基本未发生变化，或变化不明 图2为Q235碳钢在盐雾实验不同时间后表面 显，说明材料表面腐蚀不均匀，呈现出局部腐蚀的 形貌和SP电位分布图.可以看出，在盐雾实验过 特征. 程中碳钢表面均有灰白色产物覆盖并伴有红褐色锈 图3为Q235碳钢在盐雾实验不同时间后表面 斑.Q235碳钢未进行盐雾时，表面平整电位偏低， SKP电位分布数据的高斯拟合曲线，拟合采用高斯 15m后就出现了大量的锈斑，可见碳钢在盐雾状 拟合，公式为： 态下很容易发生腐蚀.比较图2(.(b以.(9和 是名+ Ae22 (1) (d表面形貌图中标示区域可清楚看到Q235碳钢 6r2 锈斑的发展状况，随着盐雾时间的增加，基体金属不 式中，A为常数：名为纵坐标偏移量：N(5σ2)为高 断腐蚀溶解，原有锈斑周围不断生成新的更细小的 斯分布，其中“表示高斯分布的期望，在这里表示电 锈斑，且颜色不断加深，锈层逐渐变厚，覆盖面积逐 位分布的集中位置，。2表示高斯分布的方差在这 渐增大，且整个金属基体上的锈层分布不均匀. 里表示电位分布的集中程度，该值越小，电位分布越 由图2中Q235碳钢在盐雾实验不同时间后的 集中于期望值：.图3(b)中四条曲线的高斯分布参 SKP电位分布图可以初步看出，未腐蚀的Q235碳 数拟合结果见表3 钢表面电位分布较为均匀，且电位偏低.腐蚀进行 表3Q35碳钢盐雾实验不同时间试样表面SKP电位分布的G1ss 15m后，表面电位出现明显的阴极区和阳极区的 拟合结果 分布，电位差值较大，由于阴极区和阳极区电位差是 Table 3 Gauss fittng results of surface SKP porential distribut ion of 微电偶腐蚀的驱动力，它和腐蚀电偶电流成正比，说 Q335 carbon steelafter diffe rent sa lt spry tme 明碳钢的腐蚀正加速进行.对比图2中表面形貌图 时间mn B/V 02 和SKT电位图中对应的标示位置，可以看出，Q235 0 -0.7859 00482 碳钢表面电位的变化与腐蚀形貌的变化表现出高度 5 -05079 01952 的一致性，随着腐蚀的不断进行，碳钢表面电位图呈 60 -03850 01482 现逐渐向暖色调发展的趋势，说明碳钢表面电位在 120 -02991 01572第 5期 徐龙娇等:Cl-作用下碳钢和耐候钢大气初期腐蚀的 Kelvin探针研究 图 1 盐雾实验 120min后的扫描电镜照片及 EDS能谱分析图.(a)Q235碳钢;(b)Q450NQR1耐候钢 Fig.1 SEMmicrographsandEDSspectraofspecimensafter120minsaltspraytest:(a)Q235 carbonsteel;(b)Q450NQR1 weatheringsteel 腐蚀产物锈层,因此锈层中有大量的 Fe、O元素 . 2.2 Q235碳钢的盐雾腐蚀形貌和 SKP测试 图 2为 Q235碳钢在盐雾实验不同时间后表面 形貌和 SKP电位分布图.可以看出, 在盐雾实验过 程中碳钢表面均有灰白色产物覆盖并伴有红褐色锈 斑 .Q235碳钢未进行盐雾时 ,表面平整, 电位偏低 , 15 min后就出现了大量的锈斑 , 可见碳钢在盐雾状 态下很容易发生腐蚀.比较图 2 (a)、(b)、(c)和 (d)表面形貌图中标示区域可清楚看到 Q235碳钢 锈斑的发展状况 ,随着盐雾时间的增加,基体金属不 断腐蚀溶解 ,原有锈斑周围不断生成新的更细小的 锈斑, 且颜色不断加深 ,锈层逐渐变厚, 覆盖面积逐 渐增大 ,且整个金属基体上的锈层分布不均匀 . 由图 2中 Q235碳钢在盐雾实验不同时间后的 SKP电位分布图可以初步看出, 未腐蚀的 Q235碳 钢表面电位分布较为均匀, 且电位偏低.腐蚀进行 15 min后,表面电位出现明显的阴极区和阳极区的 分布, 电位差值较大, 由于阴极区和阳极区电位差是 微电偶腐蚀的驱动力 ,它和腐蚀电偶电流成正比,说 明碳钢的腐蚀正加速进行.对比图 2中表面形貌图 和 SKP电位图中对应的标示位置 ,可以看出 , Q235 碳钢表面电位的变化与腐蚀形貌的变化表现出高度 的一致性,随着腐蚀的不断进行 ,碳钢表面电位图呈 现逐渐向暖色调发展的趋势 ,说明碳钢表面电位在 逐渐升高 .另外还可发现碳钢腐蚀过程中, 表面阴 极区和阳极区的位置基本未发生变化 ,或变化不明 显, 说明材料表面腐蚀不均匀 , 呈现出局部腐蚀的 特征 . 图 3为 Q235碳钢在盐雾实验不同时间后表面 SKP电位分布数据的高斯拟合曲线 ,拟合采用高斯 拟合 ,公式为: y=y0 + A σ π/2 e -2 (x-μ)2 σ2 (1) 式中 , A为常数;y0 为纵坐标偏移量;N(μ, σ 2 )为高 斯分布,其中 μ表示高斯分布的期望,在这里表示电 位分布的集中位置, σ 2 表示高斯分布的方差, 在这 里表示电位分布的集中程度 ,该值越小 ,电位分布越 集中于期望值 μ.图 3(b)中四条曲线的高斯分布参 数拟合结果见表 3. 表 3 Q235碳钢盐雾实验不同时间试样表面 SKP电位分布的 Gauss 拟合结果 Table3 GaussfittingresultsofsurfaceSKPpotentialdistributionof Q235 carbonsteelafterdifferentsaltspraytime 时间 /min μ/V σ2 0 -0.785 9 0.048 2 15 -0.507 9 0.195 2 60 -0.385 0 0.148 2 120 -0.299 1 0.157 2 · 583·