Page 25 - 理化检验-物理分册2022年第九期

张文利, 等: 高锰钢实海环境暴露试验与实验室加速腐蚀试验结果对比

图 6 实验室加速腐蚀和实海环境暴露试样的显微组织形貌

50 μ m , 实海暴露的 Q 试样表面最大局部腐蚀深度 展, 此时锈点下的金属电位升高成为阴极, 周围未覆

为 140 μ m , 并呈现如图 6c ) 中箭头所示由左向右的 盖氧化物区域成为阳极, 发生氧化溶解, 生成了新的
冲击腐蚀形貌, 这可能是海水由左向右冲击而形成 锈点。随着时间的延长, 整个试样界面形成了一层
的局部腐蚀形貌, 与 Q 试样相比, QS 试样腐蚀速率 均匀的锈层, 表现为全面腐蚀形貌。而 Cl 具有极
-
较大而腐蚀深度较小, 说明实验室加速全浸腐蚀的 强的穿透性, 可以穿过锈层与基体金属接触, 在金属
均匀腐蚀程度大于实海全浸区; 实验室加速间浸腐 与锈层的界面处形成金属、 水和 Cl 的络合物, 进一
-

蚀的 JS 试样表面最大局部腐蚀深度为 150 μ m , 蚀 步促进金属的溶解腐蚀, 在全面腐蚀的同时形成了
坑底部呈锯齿状, 实海暴露 C 试样表面生成了宽而 局部点腐蚀。

深的点腐蚀坑, 最大局部腐蚀深度为 260 μ m , 与 C 3.1 全浸与间浸环境腐蚀结果的差异
试样相比, JS 试样腐蚀速率较大而腐蚀深度较小, 在全浸环境下, 试样一直被浸泡在溶液中, 原电
说明实验室加速间浸腐蚀的均匀腐蚀程度大于实海 池阴极反应所需的氧均为溶液中的溶解氧, 其主要

潮差区。 来源为空气向水中的扩散溶解。在间浸环境下, 试
样被周期性地浸渍于溶液中, 在溶液中的反应与全
3 综合分析
浸环境一致, 试样脱离溶液进入空气中后, 表面仍保
高锰钢在模拟海水以及实海环境中主要发生电 留一层含盐的液膜。随着试样在空气中暴露时间的
化学腐蚀, 主要腐蚀产物为金属的氧化物, 发生的主 延长, 液膜中的水分逐渐蒸发, Cl 浓度逐渐提升,
-
要电极反应为金属的溶解, 同时还包括 Cl 对金属 试样表面残留液膜的腐蚀性逐渐增强, 其更易于穿
-
本体的破坏 [ 11 ] 。 透腐蚀产物向内层金属扩展, 加速了腐蚀进程, 腐蚀
实验室模拟海水环境 p H 呈中性, 实海环境 p H 产物的厚度逐渐增加, 同时水分的蒸发使腐蚀产物
呈碱性, 因此, 电化学腐蚀中的阴极反应以吸氧反应 更加致密。此外, 空气中的氧气易于扩散到液膜中,
为主。当高锰钢处于模拟海水或实海环境中时, 试 加速了阴极吸氧反应, 因此, 间浸腐蚀环境下的腐蚀
样表面会同时形成无数个腐蚀原电池, 表面活性较 速率和局部腐蚀深度均大于全浸腐蚀环境。
强( 电位较负) 的区域优先成为阳极, 金属在此处发 实海腐蚀环境下, 潮差区与全浸区的腐蚀结果
生溶解, 表面活性较弱( 电位较正) 的区域作为阴极, 差异符合同样的规律。
发生吸氧腐蚀。在短时间内试样表面会形成大量锈 3.2 实海环境暴露与实验室加速腐蚀结果对比
点, 锈点处的腐蚀产物会阻碍腐蚀进一步向内部扩 与实海全 浸 区 相 比, 实 验 室 加 速 全 浸 腐 蚀 环
9