。310 北京科技大学学报 第31卷 图8S用NaC+NaHSO,溶液腐蚀35d时锈层SEM照片.(a)内锈层的形貌照片：(h)外锈层的形貌照片：(c)锈层截面照片：A,B和C对 应于用能谱分析的位置 Fig 8 SEM images of the nust layer on BS cormded with NaCHNaHSO solution for 35d.(a)inner nust layer (b)outer rust layer;(c)section of the rust layen A.B and C in Fig.8(c)are positions for EDS 内、外锈层较用其他两种溶液腐蚀形成的锈层酥松 吸附气体（如N2)的能力越强，所以可借此表征锈层 且多裂纹.从截面照片看锈层厚度比较均匀，锈层 的致密程度.由图10可看出，腐蚀产物的SSA值按 与基体结合较紧密，锈层中存在少量裂纹.但从 NaHSO3、NaCl、NaCl+NaHSO3溶液顺序递减.通 XRD结果来看，锈层中应包含较多的微晶成分， 过SSA与失重图比较，可见钢的失重随比表面积减 SEM观察中未能识别，应归结为其空间分辨率不 小而增加，即腐蚀速率与腐蚀产物致密程度的变化 够，后面将提供N2吸附分析的结果.从图9可以看 趋势相反 出：BS用三种溶液腐蚀形成的锈层所含Cu、Cr元素 700 180 分布不均；外锈层Cu、Cr元素含量较少，内锈层Cu、 600 150 Cr元素含量较多，产生富集.但是BS在三种溶液 % 中所形成的内、外锈层中合金元素(Cu和Cr)的含 120 量比值却存在差异，在NaHSO3溶液中的内、外锈层 中合金元素含量比值该比值最大. 200 100 30 C 2.0 Cu CI SS+CI CI SS+CI 1.6 图10BS用三种溶液腐蚀35d时比表面积失重的关系 1.2 IIIDDDIDIIIII Fig.10 Relation betw een the SSA and weight loss of BS oorroded w ith different solutions for 35 d 大量的实验研究表明，吸附等温线可分为五种 类型9.在图11中所呈现的用三种溶液腐蚀35d 时腐蚀产物的N2吸附等温线均呈反S型，应属于 魔蚀环境及测试位置 第Ⅱ类型，表明其表面上发生了多层吸附. 图9用三种溶液腐蚀形成的BS锈层截面不同位置(A,B和C) 3讨论 处Cu和Cr含量 Fig.9 Contents of Cu and Cr at different positions (A.B and C)on 3.1锈层保护性的主要起源 rust layers fommed on BS cormoded with three solutions for 35d 由图2可见，BS用各种溶液腐蚀时其腐蚀速率 均低于两种对比钢.另外，BS本身在三种溶液中的 2.4腐蚀产物N2吸附分析 腐蚀程度也存在较大差异，表现为用NaCl+ 钢在大气中的腐蚀产物是细微的氧化物和氢氧 NaHSO3溶液腐蚀时最严重，用NaHSO3溶液腐蚀 化物颗粒，即锈层由一些细小的带有孔结构的颗粒 时最轻 形成，颗粒越细，孔隙越小，锈层越致密.同时，孔隙 虽然S在三种溶液中的腐蚀程度存在较大差 越小，其比表面积(specific surface area,SSA)越大， 异，但是其在用三种溶液腐蚀后的腐蚀产物相组成图 8 BS 用NaCl+NaHSO3 溶液腐蚀35 d 时锈层SEM 照片.(a)内锈层的形貌照片;(b)外锈层的形貌照片;(c)锈层截面照片;A、B 和C 对 应于用能谱分析的位置 Fig.8 SEM images of the rust layer on BS corroded w ith NaCl+NaHSO3 solution for 35 d:(a)inner rust layer;(b)out er rust layer ;(c)section of the rust layer;A, B and C in Fig .8(c)are positions f or EDS 内、外锈层较用其他两种溶液腐蚀形成的锈层酥松 且多裂纹.从截面照片看锈层厚度比较均匀 , 锈层 与基体结合较紧密 , 锈层中存在少量裂纹.但从 XRD 结果来看, 锈层中应包含较多的微晶成分 , SEM 观察中未能识别 , 应归结为其空间分辨率不 够,后面将提供 N2 吸附分析的结果 .从图 9 可以看 出:BS 用三种溶液腐蚀形成的锈层所含 Cu 、Cr 元素 分布不均 ;外锈层 Cu 、Cr 元素含量较少 ,内锈层 Cu 、 Cr 元素含量较多, 产生富集 .但是 BS 在三种溶液 中所形成的内 、外锈层中合金元素(Cu 和 Cr)的含 量比值却存在差异, 在NaHSO3 溶液中的内、外锈层 中合金元素含量比值该比值最大. 图 9 用三种溶液腐蚀形成的 BS 锈层截面不同位置(A、B 和C) 处Cu 和 Cr 含量 Fig.9 Contents of C u and Cr at diff erent positions(A , B and C)on rust layers f ormed on BS corroded with th ree solutions for 35 d 2.4 腐蚀产物 N2 吸附分析 钢在大气中的腐蚀产物是细微的氧化物和氢氧 化物颗粒, 即锈层由一些细小的带有孔结构的颗粒 形成 ,颗粒越细 ,孔隙越小, 锈层越致密 .同时 ,孔隙 越小, 其比表面积(specific surface area , SSA)越大 , 吸附气体(如 N2)的能力越强 ,所以可借此表征锈层 的致密程度 .由图 10 可看出 ,腐蚀产物的SSA 值按 NaHSO3 、NaCl、NaCl +NaHSO3 溶液顺序递减 .通 过 SSA 与失重图比较,可见钢的失重随比表面积减 小而增加 ,即腐蚀速率与腐蚀产物致密程度的变化 趋势相反. 图 10 BS 用三种溶液腐蚀 35 d 时比表面积-失重的关系 Fig.10 Relation betw een the SSA and w eight loss of BS corroded w ith different solutions for 35 d 大量的实验研究表明 ,吸附等温线可分为五种 类型[ 5] .在图 11 中所呈现的用三种溶液腐蚀 35 d 时腐蚀产物的 N2 吸附等温线均呈反 S 型, 应属于 第 Ⅱ类型,表明其表面上发生了多层吸附 . 3 讨论 3.1 锈层保护性的主要起源 由图 2 可见, BS 用各种溶液腐蚀时其腐蚀速率 均低于两种对比钢 .另外 ,BS 本身在三种溶液中的 腐蚀程 度 也 存 在 较 大 差异 , 表 现 为 用 NaCl + NaHSO3溶液腐蚀时最严重 , 用 NaHSO3 溶液腐蚀 时最轻 . 虽然 BS 在三种溶液中的腐蚀程度存在较大差 异 ,但是其在用三种溶液腐蚀后的腐蚀产物相组成 · 310 · 北 京 科 技 大 学 学 报 第 31 卷