低合金钢实海腐蚀电化学行为探究Ⅰ.pdfVIP

低合金钢实海腐蚀电化学行为研究I 安闻迅1’2，邓春龙2，杜敏1 I．中国海洋大学化学化工学院，青岛266100 2．海洋腐蚀与防护国防科技重点实验室中国船舶重工集团公司第七二五研究所，青岛266071 摘要 采用线性极化、交流阻抗等电化学测试手段，结台失重测量方法，进行实海腐蚀腐蚀电化学研究，初步探讨了 低合金钢全浸条件下的腐蚀电化学行为．结果表明，低合金钢在海水中浸泡一周，腐蚀速率迅速增大，随后，腐蚀速 率增速逐明显放缓；体系的阻抗随浸泡时间的延长不断减小，减小的幅度明显减弱；腐蚀受阴极反应和传质过程控制． 关键词 低合金钢；电化学腐蚀；交流阻抗；线性极化 低合金高强钢因其具有较高的强度和屈服极限、很好的低温韧性、优良的焊接性能和抗腐蚀性能， 而广泛应用子各行各业，尤其在船舶制造中更是广为使用¨41。对于低合金钢的研究，大部分文献着重 探讨其冶金过程中的合金化、热处理等工艺对钢材本身轧制性能和力学性能的影响。而对于钢材的抗腐 蚀性能的研究，特别是其在实海中的腐蚀机理的研究则很少，多数研究还只是通过长期的挂片失重实验 研究腐蚀规律睢，而对于短期试验(浸泡时问小于1年)，特别是试验初期的腐蚀规律及特点研究较 少。本文利用电化学阻抗谱、线性极化、激光拉曼以及失重实验等手段，探讨了低合金钢在实海环境下 浸泡初期的腐蚀影响因素，及其在是实海中的腐蚀机理。 1 实验方法 实验材料为国产船用镍铬系低合金高强钢，其主要成分见表1。电化学试验和失重试验样品尺寸分别 近进行实海挂片，试验周期分为半个月、一个月和两个月。 试验样品的电化学测试采用实海浸泡室内测试的方式进行。测量系统为三电极体系，参比电极为饱 和甘汞电极(SCE)，辅助电极为钛板。电化学测试采用普林斯顿2273电化学测试系统。交流阻抗谱的频 的是共焦显微激光拉曼光谱仪。 表l铬镍系低合金钢试样的主要化学成分 1 TableChemical oftest compositionspecimens(mass％、 2实验结果与分析 2．1腐蚀失重实验 圈l低合金钢在实海中浸泡的失重随浸泡时间的变化示意图 Effectoftime011m8s$lossoflowsteelafter innaturalscawater Fig．1 aIloy immersion 图1是低合金钢在实海中浸泡的失重随浸泡时间的变化示意图。如图所示，低合金钢在半个月的浸 泡周期内腐蚀速度最大；随浸泡时间的延长，腐蚀速度迅速减小，并且在后两个周期，腐蚀速度变化不 大。 由失重计算的腐蚀速率公式iiI^嚣：(附哪t)／sat知，低合金钢在浸泡的第一个半个月内的重量的减小明 显大于第二个半个月的重量的减小．这说明．低合金钢在实海中的腐蚀主要发生在浸泡的初期，尤其是 浸泡的半个月内。通过实验过程中对试样表面的形貌观察发现，打磨光亮的试样一旦接触海水，试样表 面便出现红褐色腐蚀点，俗称活性点．随着浸泡时闻的延长，试样表面的活性点逐渐增多，同时腐蚀由 活性点开始迅速向周边区域迅速扩散，也称活性区[121,此阶段可认为是腐蚀的第一阶段，以活性点的增 多和腐蚀面的扩大为主．在这一阶段，试样表面发生金属阳极溶解的活性区相对于没有发生腐蚀的区域 的面积小．这就形成大阴极、小阳极的情况，加速了金属腐蚀的速度。这一阶段主要集中于试样浸泡的 最初半个月。随着浸泡时间的增加，不再有新的活性点出现，被腐蚀的区域也几乎扩展到试样的绝大部 分，腐蚀就进入第二阶段。在这一阶段，试样表面几乎被腐蚀产物所覆盖，腐蚀产物层也逐渐变厚，并 附着有微生物，金属的腐蚀速度减缓。通过以上实验现象的观察可以初步解释失重结果所反殃的信息． 腐蚀最为严重的时期是浸泡的最初半个月。 2．2电化学实验 2．2．1 由线性极化曲线得出的极化阻力()的变化 t慨d 图2实海中低合金钢的极化电阻(Rp)随浸泡时间的变化示意图’ EffectoftimeOn