隨著(zhu)我國汽(qi)(qi)車(che)行業不(bu)斷(duan)地發展以(yi)及汽(qi)(qi)車(che)保有(you)量(liang)的(de)(de)增加(jia)(jia)，汽(qi)(qi)車(che)在我國不(bu)同(tong)自(zi)然大氣環(huan)(huan)境條(tiao)件下長時間服役均會(hui)產生(sheng)不(bu)同(tong)程度(du)的(de)(de)腐蝕(shi)，尤其(qi)在海洋氣候環(huan)(huan)境下腐蝕(shi)更為(wei)突出[1]。為(wei)了預(yu)測和評估汽(qi)(qi)車(che)材料的(de)(de)服役壽命，科研工(gong)作者系統地研究了各種汽(qi)(qi)車(che)常用金屬板材在不(bu)同(tong)大氣環(huan)(huan)境及加(jia)(jia)速(su)條(tiao)件下的(de)(de)腐蝕(shi)行為(wei)[2,3,4]。

目前(qian)國(guo)內外(wai)對于典型(xing)汽車(che)金屬(shu)材料的耐(nai)蝕(shi)(shi)性(xing)研究，均主要(yao)采(cai)用(yong)(yong)室外(wai)和室內兩種腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)方(fang)(fang)法(fa)，室外(wai)實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)主要(yao)采(cai)用(yong)(yong)大氣暴(bao)(bao)曬和路面實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)，室內加(jia)(jia)速(su)(su)(su)實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)方(fang)(fang)法(fa)主要(yao)采(cai)用(yong)(yong)中(zhong)性(xing)鹽(yan)霧(wu)實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)和循環鹽(yan)霧(wu)實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)[5,6]。姚(yao)望(wang)等(deng)(deng)(deng)[7]采(cai)用(yong)(yong)中(zhong)性(xing)鹽(yan)霧(wu)實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)方(fang)(fang)法(fa)研究了超深沖鋼(gang)(gang)(gang)DC06的耐(nai)蝕(shi)(shi)性(xing)，結果表(biao)明(ming)隨(sui)實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)時(shi)(shi)間(jian)(jian)延長(chang)，試(shi)(shi)樣(yang)(yang)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)速(su)(su)(su)率(lv)總體(ti)上呈增加(jia)(jia)趨勢，表(biao)面腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)產物對鋼(gang)(gang)(gang)基體(ti)的保護作(zuo)用(yong)(yong)不明(ming)顯(xian)。王振堯等(deng)(deng)(deng)[8]采(cai)用(yong)(yong)大氣暴(bao)(bao)露腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)與(yu)室內模擬加(jia)(jia)速(su)(su)(su)實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)兩種方(fang)(fang)法(fa)研究了鋼(gang)(gang)(gang)在(zai)(zai)室內、外(wai)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)行(xing)為(wei)(wei)的相關(guan)性(xing)，結果表(biao)明(ming)4種不同成分的鋼(gang)(gang)(gang)種在(zai)(zai)室內、外(wai)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)相關(guan)性(xing)均較好(hao)，同時(shi)(shi)表(biao)明(ming)了加(jia)(jia)速(su)(su)(su)倍率(lv)隨(sui)時(shi)(shi)間(jian)(jian)而發生變(bian)化。Zhang等(deng)(deng)(deng)[9]采(cai)用(yong)(yong)大氣暴(bao)(bao)曬方(fang)(fang)法(fa)對比研究了鋁(lv)合金2024-T4試(shi)(shi)樣(yang)(yang)表(biao)面和截面的腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)行(xing)為(wei)(wei)，結果表(biao)明(ming)隨(sui)著暴(bao)(bao)曬時(shi)(shi)間(jian)(jian)的延長(chang)，試(shi)(shi)樣(yang)(yang)表(biao)面發生嚴重的剝(bo)落腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)且表(biao)面和截面均存(cun)在(zai)(zai)點蝕(shi)(shi)和晶間(jian)(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。王旭等(deng)(deng)(deng)[10]采(cai)用(yong)(yong)室內加(jia)(jia)速(su)(su)(su)實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)模擬Q235碳鋼(gang)(gang)(gang)在(zai)(zai)污(wu)染海洋大氣環境下(xia)的腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)行(xing)為(wei)(wei)，結果表(biao)明(ming)采(cai)用(yong)(yong)周浸加(jia)(jia)速(su)(su)(su)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)方(fang)(fang)法(fa)與(yu)室外(wai)污(wu)染海洋大氣的實(shi)(shi)(shi)際情況具有良(liang)好(hao)的相關(guan)性(xing)，同時(shi)(shi)建(jian)立起合理的腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)壽命預測模型(xing)。

循(xun)環(huan)加速(su)實(shi)驗(yan)采(cai)用(yong)(yong)(yong)(yong)的(de)方法(fa)比較多，德系車(che)(che)企主要采(cai)用(yong)(yong)(yong)(yong)福(fu)特467標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)(zhun)，大眾汽車(che)(che)主要采(cai)用(yong)(yong)(yong)(yong)PV1210，日(ri)系汽車(che)(che)主要采(cai)用(yong)(yong)(yong)(yong)日(ri)產汽車(che)(che)M0158標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)(zhun)。由于我(wo)國(guo)(guo)汽車(che)(che)行業對國(guo)(guo)外(wai)循(xun)環(huan)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)(zhun)的(de)研究(jiu)較少(shao)，前期數據積累較少(shao)，循(xun)環(huan)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)(zhun)實(shi)驗(yan)時間與我(wo)國(guo)(guo)自然環(huan)境服役時間的(de)對應(ying)關(guan)系尚不明確。本論(lun)文(wen)以汽車(che)(che)常(chang)用(yong)(yong)(yong)(yong)金屬材(cai)料DP600雙相鋼為(wei)研究(jiu)對象(xiang)，采(cai)用(yong)(yong)(yong)(yong)中(zhong)性鹽(yan)霧實(shi)驗(yan)標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)(zhun)（GB/T 10125）與日(ri)產汽車(che)(che)循(xun)環(huan)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)(zhun)M0158（一），系統研究(jiu)其腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)行為(wei)及其差異，同時建(jian)立腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)動(dong)力學(xue)規(gui)律，為(wei)汽車(che)(che)行業及相關(guan)企業選材(cai)和制定標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)(zhun)提供參考。

1 實驗材(cai)料及(ji)方法

實驗(yan)材料為DP600雙相(xiang)(xiang)鋼，其化學(xue)成分和(he)金(jin)相(xiang)(xiang)組織分別見表1和(he)圖(tu)1。采用(yong)精密線(xian)切割(ge)(ge)機床(chuang)切割(ge)(ge)試樣(yang)(yang)，鹽霧實驗(yan)試樣(yang)(yang)規格為150 mm×75 mm×3 mm，電(dian)化學(xue)試樣(yang)(yang)規格為10 mm×10 mm×3 mm。實驗(yan)前，采用(yong)240#、400#、800#和(he)1000#砂紙打磨試樣(yang)(yang)，用(yong)去離子(zi)水(shui)沖洗、無水(shui)乙醇脫水(shui)后并吹(chui)風機冷風吹(chui)干(gan)，靜(jing)置干(gan)燥器中(zhong)24 h后對其進行稱重 （精確至0.1 mg）。

圖1   DP600雙(shuang)相鋼軋向截面和橫(heng)向截面的金相組織

DP600鋼(gang)為(wei)鐵素體(ti)(ti)(ti)和馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)雙相(xiang)鋼(gang)[11]，其(qi)(qi)縱截(jie)面與橫截(jie)面金相(xiang)組(zu)織比較類(lei)似，其(qi)(qi)中小島狀白色(se)多(duo)邊(bian)形為(wei)鐵素體(ti)(ti)(ti)，呈等軸(zhou)狀，沿軋向分布；灰黑(hei)色(se)的為(wei)低碳馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)，馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)被鐵素體(ti)(ti)(ti)包圍，馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)呈島狀均勻分布。

中性鹽(yan)(yan)霧(wu)（NSS）實(shi)驗(yan)依據(ju)國標(biao)(biao)GB/T 10125-2012進(jin)行，實(shi)驗(yan)設(she)備為鹽(yan)(yan)霧(wu)實(shi)驗(yan)箱（型號(hao)為SC/YWX-90）；循(xun)環鹽(yan)(yan)霧(wu)腐蝕實(shi)驗(yan)（CCT）依據(ju)日產工(gong)程循(xun)環鹽(yan)(yan)霧(wu)腐蝕標(biao)(biao)準（M0158標(biao)(biao)準（一(yi)））進(jin)行，實(shi)驗(yan)設(she)備為多功能(neng)循(xun)環鹽(yan)(yan)霧(wu)實(shi)驗(yan)箱（型號(hao)為Q-FOG LF-8165-TM CCT）。中性鹽(yan)(yan)霧(wu)實(shi)驗(yan)和(he)循(xun)環鹽(yan)(yan)霧(wu)實(shi)驗(yan)周期均為120、240、480、720、960、1200 h，每(mei)組4塊平行樣(yang)，3塊用于失重分(fen)(fen)析，一(yi)塊用于形貌(mao)和(he)腐蝕產物分(fen)(fen)析。實(shi)驗(yan)完(wan)成(cheng)后(hou)，根(gen)據(ju)國標(biao)(biao)GB/T 16545-2015《金(jin)屬和(he)合金(jin)的腐蝕 腐蝕試樣(yang)上(shang)腐蝕產物的清除(chu)》，選用除(chu)銹(xiu)液成(cheng)分(fen)(fen)為500 mL鹽(yan)(yan)酸(suan)+500 mL蒸(zheng)餾(liu)水(shui)+3.5 g六次甲基四胺對試樣(yang)表面進(jin)行除(chu)銹(xiu)處理(li)，除(chu)銹(xiu)完(wan)成(cheng)后(hou)按照實(shi)驗(yan)前試樣(yang)處理(li)步驟，記錄除(chu)銹(xiu)后(hou)重量。

采用(yong)Nova Nano SEM400型(xing)場發射掃(sao)描(miao)電鏡（SEM）觀(guan)察試樣的微觀(guan)形貌(mao)。通(tong)過Bruker D8 Advance X射線衍射儀（XRD）分(fen)析(xi)試樣腐蝕產物相組(zu)成。采用(yong)三電極(ji)(ji)體系進(jin)行(xing)EIS測(ce)試，DP600鋼(gang)試樣為(wei)(wei)工作(zuo)電極(ji)(ji)，對(dui)電極(ji)(ji)為(wei)(wei)鉑（Pt）電極(ji)(ji)，參比電極(ji)(ji)為(wei)(wei)飽和(he)甘汞電極(ji)(ji)。電解液為(wei)(wei)3.5%（質量分(fen)數）NaCl溶液，掃(sao)描(miao)頻率為(wei)(wei)105~10-1 Hz，最后采用(yong)ZSimpwin軟件進(jin)行(xing)等效電路(lu)擬合。

2 結果與(yu)討(tao)論

2.1 腐蝕動力學

圖2為(wei)DP600雙相(xiang)鋼在(zai)兩(liang)種(zhong)加(jia)(jia)速(su)(su)(su)實(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)條件下(xia)的(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)失(shi)重及腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)速(su)(su)(su)率(lv)曲線。在(zai)兩(liang)種(zhong)加(jia)(jia)速(su)(su)(su)實(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)條件下(xia)，試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)的(de)(de)初(chu)期腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)失(shi)重相(xiang)差(cha)不大(da)(da)，但隨著(zhu)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)時(shi)間的(de)(de)延長，腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)失(shi)重差(cha)距逐步擴大(da)(da)，且(qie)CCT試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)失(shi)重均大(da)(da)于(yu)NSS腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)，在(zai)1200 h時(shi)失(shi)重值(zhi)相(xiang)差(cha)最大(da)(da)為(wei)1009.98 g·m-2。在(zai)實(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)前(qian)期（120 h），腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)速(su)(su)(su)率(lv)相(xiang)差(cha)不大(da)(da)；在(zai)120 ~ 480 h之間時(shi)，腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)速(su)(su)(su)率(lv)不斷增(zeng)加(jia)(jia)，且(qie)CCT試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)速(su)(su)(su)率(lv)變化(hua)遠大(da)(da)于(yu)NSS試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)的(de)(de)，說明(ming)其(qi)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)程度更嚴重；到480 h時(shi)，它們的(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)速(su)(su)(su)率(lv)均達到最大(da)(da)值(zhi)分別為(wei)1.89 g·m-2·h-1（NSS實(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)）和2.72 g·m-2·h-1（CCT）；960 h后，由于(yu)銹層(ceng)厚度的(de)(de)增(zeng)加(jia)(jia)對(dui)(dui)Cl—的(de)(de)滲(shen)透起(qi)阻礙作(zuo)用，導(dao)致腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)速(su)(su)(su)率(lv)降(jiang)低[12]，但CCT試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)速(su)(su)(su)率(lv)下(xia)降(jiang)明(ming)顯比NSS試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)的(de)(de)快(kuai)(kuai)；1200 h后，CCT試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)速(su)(su)(su)率(lv)變化(hua)較為(wei)平緩，而NSS試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)速(su)(su)(su)率(lv)下(xia)降(jiang)較快(kuai)(kuai)，說明(ming)在(zai)NSS實(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)下(xia)試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)表面銹層(ceng)對(dui)(dui)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)進(jin)程的(de)(de)阻礙作(zuo)用進(jin)一(yi)步加(jia)(jia)強，此時(shi)兩(liang)種(zhong)加(jia)(jia)速(su)(su)(su)實(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)的(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)速(su)(su)(su)率(lv)差(cha)達到最大(da)(da)值(zhi)0.84 g·m-2·h-1。

圖2   DP600雙相鋼在(zai)兩種加速實驗條件下的腐(fu)蝕(shi)失重及腐(fu)蝕(shi)速率變化(hua)曲(qu)線

通過圖2b可(ke)知，試樣在兩種加速實驗下的腐蝕速率呈先上升后下降的趨勢，因(yin)此(ci)對圖2a中腐蝕失重(zhong)數(shu)(shu)據(ju)根(gen)據(ju)如下公式（1）進行(xing)冪指數(shu)(shu)分(fen)段擬(ni)合，相關(guan)擬(ni)合參數(shu)(shu)見表2。

ΔW=Atn（1）

其中，ΔW是(shi)失重量（g·m-2），t是(shi)實驗(yan)時間(jian)（h），A和n是(shi)與材料(liao)和環(huan)境有(you)關的系數，R為回歸系數。

由R2值可以看出(chu)，腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)失重與時間的關(guan)系基本符合冪指數(shu)規則(ze)；由n值及整體曲線走勢可看出(chu)，在(zai)480 h前試樣腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)速(su)率(lv)較大，之后腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)速(su)率(lv)逐步(bu)降(jiang)低(di)，說明試樣腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)程(cheng)度(du)隨(sui)實(shi)驗進行先加劇(ju)后逐漸降(jiang)低(di)。

2.2 形貌分析

2.2.1 腐蝕產物微觀(guan)形貌

圖3為DP600雙相鋼在不(bu)同實(shi)驗(yan)周期后的腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)產物(wu)微觀形貌。試樣經(jing)NSS實(shi)驗(yan)240 h后，腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)產物(wu)呈細小且密(mi)集(ji)的針(zhen)尖(jian)(jian)(jian)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)；720 h后，腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)產物(wu)疏(shu)松(song)多孔，且形狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)向團簇針(zhen)尖(jian)(jian)(jian)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)轉變(bian)(bian)；1200 h后，試樣表面腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)產物(wu)轉變(bian)(bian)為團簇針(zhen)尖(jian)(jian)(jian)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)和少量(liang)棉絮狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)。試樣經(jing)CCT腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)240 h后，腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)產物(wu)為明顯的層片狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)；720 h后轉變(bian)(bian)為團簇針(zhen)尖(jian)(jian)(jian)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)；但1200 h后腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)產物(wu)基本(ben)為棉絮狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)。總體(ti)上，隨著(zhu)實(shi)驗(yan)周期的延長，兩種加速(su)條件(jian)下試樣腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)產物(wu)形貌基本(ben)由針(zhen)尖(jian)(jian)(jian)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)向團簇針(zhen)尖(jian)(jian)(jian)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)和棉絮狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)轉變(bian)(bian)，且NSS實(shi)驗(yan)條件(jian)下試樣腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)相對較輕。

圖3   DP600雙相鋼(gang)在兩種加速腐蝕實(shi)驗后的表面(mian)形(xing)貌

2.2.2 截面形(xing)貌

將NSS實驗(yan)條(tiao)件下各周期腐蝕試(shi)樣進(jin)行(xing)斷面(mian)及線掃描分(fen)析，在實驗(yan)240 h后(hou)，試(shi)樣截面(mian)銹(xiu)層(ceng)(ceng)較(jiao)為(wei)致密，厚度(du)(du)為(wei)39.3 μm；720 h后(hou)，銹(xiu)層(ceng)(ceng)厚度(du)(du)增(zeng)加(jia)3倍左右，達(da)到113 μm，厚度(du)(du)增(zeng)加(jia)較(jiao)大；1200 h后(hou)，銹(xiu)層(ceng)(ceng)出現(xian)細小(xiao)縱向裂(lie)(lie)紋(wen)（由(you)于(yu)銹(xiu)層(ceng)(ceng)本身較(jiao)為(wei)疏松，縱向裂(lie)(lie)紋(wen)亦可(ke)能(neng)是在制(zhi)樣過程中形成的(de)），表面(mian)致密度(du)(du)變低，銹(xiu)層(ceng)(ceng)厚度(du)(du)相比720 h的(de)增(zeng)加(jia)一倍左右，為(wei)220 μm，銹(xiu)層(ceng)(ceng)厚度(du)(du)變化總體(ti)趨勢為(wei)先快后(hou)慢。

通過EDS對試樣銹(xiu)層(ceng)截面分別進(jin)行點和(he)線掃(sao)描(miao)分析(xi)得出，銹(xiu)層(ceng)主要(yao)(yao)成分為Fe和(he)O元(yuan)素(su)，隨著腐蝕時(shi)間(jian)的延長(chang)，主要(yao)(yao)成分不變。實驗(yan)240 h時(shi)，銹(xiu)層(ceng)中(zhong)Fe元(yuan)素(su)分布較為均(jun)勻，而(er)O元(yuan)素(su)則從外到(dao)(dao)內逐(zhu)步降低，說明腐蝕程度從外到(dao)(dao)內逐(zhu)步減弱；720 h后，銹(xiu)層(ceng)中(zhong)間(jian)區(qu)(qu)(qu)域Fe和(he)O含(han)量高于兩邊區(qu)(qu)(qu)域；到(dao)(dao)1200 h后，Fe和(he)O總體分布較為均(jun)勻，僅局部(bu)區(qu)(qu)(qu)域出現較大波動(dong)，這可能是由于該區(qu)(qu)(qu)域腐蝕嚴重，同(tong)時(shi)中(zhong)間(jian)致密銹(xiu)層(ceng)阻礙氧和(he)水(shui)分子的滲(shen)透所(suo)致。

將CCT條(tiao)件(jian)下各周期腐(fu)(fu)蝕試(shi)樣(yang)(yang)進(jin)行銹(xiu)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)截面分(fen)(fen)析(xi)，通過點(dian)及(ji)線掃描得出，試(shi)樣(yang)(yang)腐(fu)(fu)蝕240 h后(hou)，銹(xiu)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)斷(duan)面較為(wei)(wei)(wei)疏松(song)，中間有明(ming)(ming)顯(xian)(xian)的(de)(de)銹(xiu)蝕坑和(he)裂(lie)紋，銹(xiu)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)厚度(du)為(wei)(wei)(wei)72.4 μm；720 h后(hou)，銹(xiu)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)有明(ming)(ming)顯(xian)(xian)裂(lie)紋，銹(xiu)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)厚度(du)相比240 h的(de)(de)增加(jia)一倍左(zuo)右，達到143 μm；1200 h后(hou)，銹(xiu)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)厚度(du)相比720 h的(de)(de)也增加(jia)接近(jin)一倍左(zuo)右，為(wei)(wei)(wei)275 μm，銹(xiu)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)厚度(du)總體(ti)變(bian)化(hua)趨勢(shi)較平緩，但厚度(du)值(zhi)較大。對試(shi)樣(yang)(yang)截面進(jin)行線掃描分(fen)(fen)析(xi)得出，銹(xiu)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)主要成分(fen)(fen)為(wei)(wei)(wei)Fe和(he)O且分(fen)(fen)布較均(jun)勻；但在720 h后(hou)，Fe和(he)O元素強度(du)均(jun)有所降低(di)，說明(ming)(ming)試(shi)樣(yang)(yang)在該周期下腐(fu)(fu)蝕程度(du)增加(jia)，隨(sui)著腐(fu)(fu)蝕的(de)(de)進(jin)行，銹(xiu)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)主要成分(fen)(fen)不變(bian)。

2.3 腐(fu)蝕產物相組成

圖6為DP600雙(shuang)相鋼(gang)在加(jia)速實驗1200 h后腐(fu)蝕(shi)產(chan)物(wu)的(de)(de) XRD分(fen)析結果(guo)。DP600雙(shuang)相鋼(gang)在NSS實驗條件下腐(fu)蝕(shi)產(chan)物(wu)主要(yao)為Fe3O4、α-FeOOH和(he)γ-FeOOH，而在CCT條件下試(shi)樣表面的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)產(chan)物(wu)成分(fen)為Fe3O4、α-FeOOH、γ-FeOOH和(he)β-FeOOH。腐(fu)蝕(shi)產(chan)物(wu)中(zhong)，α-FeOOH電化學穩定性(xing)(xing)良(liang)好，具(ju)有較弱的(de)(de)還(huan)原性(xing)(xing)，其含量的(de)(de)增加(jia)會(hui)(hui)抑(yi)制鋼(gang)的(de)(de)電化學反(fan)應進程，容易形成致(zhi)密的(de)(de)氧化膜從(cong)而降低鋼(gang)的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)速率(lv)[13,14]。而β-FeOOH和(he)γ-FeOOH是不穩定的(de)(de)產(chan)物(wu)，具(ju)有較強還(huan)原性(xing)(xing)，它們的(de)(de)存在會(hui)(hui)促進Cl—在銹層中(zhong)的(de)(de)擴(kuo)散，降低銹層的(de)(de)保護(hu)，從(cong)而加(jia)速鋼(gang)基體的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)[15]。

圖6   DP600雙相鋼在(zai)加(jia)速(su)實(shi)驗1200 h后腐蝕產物的XRD譜

為(wei)(wei)(wei)了明(ming)(ming)晰碳(tan)鋼在(zai)(zai)不(bu)同(tong)加(jia)速實驗(yan)(yan)條(tiao)件下(xia)銹(xiu)(xiu)(xiu)層(ceng)(ceng)(ceng)結構(gou)及(ji)腐蝕(shi)(shi)(shi)產(chan)物的(de)(de)(de)(de)變化(hua)，對(dui)(dui)銹(xiu)(xiu)(xiu)層(ceng)(ceng)(ceng)截面進行拉曼(man)光譜分(fen)(fen)析(xi)，在(zai)(zai)每個試樣銹(xiu)(xiu)(xiu)層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)內(nei)、中(zhong)、外(wai)(wai)區域分(fen)(fen)別取1、2和3點進行分(fen)(fen)析(xi)（圖4和圖5）。根據相關文獻和拉曼(man)光譜特(te)(te)(te)征(zheng)峰(feng)(feng)(feng)對(dui)(dui)照[16,17,18]，對(dui)(dui)圖7中(zhong)各(ge)(ge)個特(te)(te)(te)征(zheng)峰(feng)(feng)(feng)進行標記(ji)，得出(chu)腐蝕(shi)(shi)(shi)產(chan)物在(zai)(zai)XRD分(fen)(fen)析(xi)基(ji)礎上還檢測出(chu)α-Fe2O3和無(wu)定形(xing)鐵(tie)氧化(hua)合物δ-FeOOH。在(zai)(zai)NSS實驗(yan)(yan)下(xia)，初期(qi)銹(xiu)(xiu)(xiu)層(ceng)(ceng)(ceng)各(ge)(ge)區域特(te)(te)(te)征(zheng)峰(feng)(feng)(feng)值(zhi)差異(yi)不(bu)大，其中(zhong)內(nei)部銹(xiu)(xiu)(xiu)層(ceng)(ceng)(ceng)α-FeOOH的(de)(de)(de)(de)特(te)(te)(te)征(zheng)峰(feng)(feng)(feng)398 cm-1偏移(yi)為(wei)(wei)(wei)外(wai)(wai)銹(xiu)(xiu)(xiu)層(ceng)(ceng)(ceng)δ-FeOOH的(de)(de)(de)(de)特(te)(te)(te)征(zheng)峰(feng)(feng)(feng)407 cm-1，中(zhong)部銹(xiu)(xiu)(xiu)層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)δ-FeOOH的(de)(de)(de)(de)特(te)(te)(te)征(zheng)峰(feng)(feng)(feng)1320 cm-1偏移(yi)外(wai)(wai)銹(xiu)(xiu)(xiu)層(ceng)(ceng)(ceng)為(wei)(wei)(wei)Fe3O4的(de)(de)(de)(de)特(te)(te)(te)征(zheng)峰(feng)(feng)(feng)1325 cm-1，同(tong)時(shi)含(han)有較(jiao)強的(de)(de)(de)(de)Fe3O4特(te)(te)(te)征(zheng)峰(feng)(feng)(feng)。到(dao)720 h后，內(nei)銹(xiu)(xiu)(xiu)層(ceng)(ceng)(ceng)在(zai)(zai)δ-FeOOH的(de)(de)(de)(de)特(te)(te)(te)征(zheng)峰(feng)(feng)(feng)222 cm-1偏移(yi)外(wai)(wai)銹(xiu)(xiu)(xiu)層(ceng)(ceng)(ceng)α-FeOOH的(de)(de)(de)(de)特(te)(te)(te)征(zheng)峰(feng)(feng)(feng)213 cm-1，而(er)402 cm-1的(de)(de)(de)(de)特(te)(te)(te)征(zheng)峰(feng)(feng)(feng)則(ze)消失；α-Fe2O3的(de)(de)(de)(de)特(te)(te)(te)征(zheng)峰(feng)(feng)(feng)286 cm-1偏移(yi)為(wei)(wei)(wei)外(wai)(wai)銹(xiu)(xiu)(xiu)層(ceng)(ceng)(ceng)γ-FeOOH的(de)(de)(de)(de)特(te)(te)(te)征(zheng)峰(feng)(feng)(feng)273 cm-1，同(tong)時(shi)內(nei)銹(xiu)(xiu)(xiu)層(ceng)(ceng)(ceng)中(zhong)γ-FeOOH的(de)(de)(de)(de)特(te)(te)(te)征(zheng)峰(feng)(feng)(feng)1307 cm-1到(dao)外(wai)(wai)銹(xiu)(xiu)(xiu)層(ceng)(ceng)(ceng)時(shi)則(ze)消失。實驗(yan)(yan)后期(qi)，銹(xiu)(xiu)(xiu)層(ceng)(ceng)(ceng)內(nei)、中(zhong)、外(wai)(wai)部的(de)(de)(de)(de)特(te)(te)(te)征(zheng)峰(feng)(feng)(feng)差異(yi)不(bu)大。說明(ming)(ming)實驗(yan)(yan)初期(qi)，銹(xiu)(xiu)(xiu)層(ceng)(ceng)(ceng)表面腐蝕(shi)(shi)(shi)活性較(jiao)大，且內(nei)銹(xiu)(xiu)(xiu)層(ceng)(ceng)(ceng)開始產(chan)生(sheng)較(jiao)為(wei)(wei)(wei)明(ming)(ming)顯的(de)(de)(de)(de)穩(wen)定性產(chan)物α-FeOOH，到(dao)中(zhong)后期(qi)腐蝕(shi)(shi)(shi)加(jia)劇的(de)(de)(de)(de)同(tong)時(shi)，腐蝕(shi)(shi)(shi)產(chan)物中(zhong)無(wu)定形(xing)鐵(tie)氧化(hua)合物（δ-FeOOH）以及(ji)非(fei)穩(wen)態(tai)物質（γ-FeOOH和δ-FeOOH）逐步向穩(wen)態(tai)物質（α-FeOOH）轉(zhuan)變，對(dui)(dui)銹(xiu)(xiu)(xiu)層(ceng)(ceng)(ceng)保護作(zuo)用逐步加(jia)強。

圖4   DP600雙(shuang)相鋼試樣在NSS實(shi)驗后(hou)的截面形(xing)貌與EDS分析

圖5   DP600雙相鋼(gang)試樣在CCT實驗后(hou)的截面形貌與EDS分析

圖7   DP600鋼(gang)在兩種(zhong)加速(su)實(shi)驗條件下(xia)腐蝕不(bu)同(tong)時間(jian)后表面銹層的拉曼光(guang)譜(pu)

試樣在(zai)CCT條件(jian)下(xia)，腐(fu)(fu)蝕初期(qi)的(de)(de)(de)中部(bu)銹(xiu)層(ceng)(ceng)α-FeOOH的(de)(de)(de)特(te)征(zheng)(zheng)(zheng)峰(feng)(feng)較(jiao)(jiao)(jiao)弱，內(nei)部(bu)和外部(bu)銹(xiu)層(ceng)(ceng)特(te)征(zheng)(zheng)(zheng)峰(feng)(feng)值較(jiao)(jiao)(jiao)強。特(te)別說明，本文中無(wu)法明確特(te)征(zheng)(zheng)(zheng)峰(feng)(feng)1440 cm-1對應(ying)的(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕產物(wu)。720 h后(hou)，銹(xiu)層(ceng)(ceng)內(nei)部(bu)和中部(bu)特(te)征(zheng)(zheng)(zheng)峰(feng)(feng)相(xiang)差不大(da)(da)，銹(xiu)層(ceng)(ceng)外部(bu)Fe3O4的(de)(de)(de)特(te)征(zheng)(zheng)(zheng)峰(feng)(feng)較(jiao)(jiao)(jiao)強，分別為(wei)288 cm-1和1322 cm-1，非穩(wen)(wen)態物(wu)質的(de)(de)(de)特(te)征(zheng)(zheng)(zheng)峰(feng)(feng)均較(jiao)(jiao)(jiao)弱。隨著(zhu)腐(fu)(fu)蝕時(shi)間(jian)的(de)(de)(de)延長(chang)，后(hou)期(qi)外部(bu)銹(xiu)層(ceng)(ceng)主要腐(fu)(fu)蝕產物(wu)的(de)(de)(de)特(te)征(zheng)(zheng)(zheng)峰(feng)(feng)情況(kuang)變化不大(da)(da)，但相(xiang)比上個周期(qi)，Fe3O4的(de)(de)(de)特(te)征(zheng)(zheng)(zheng)峰(feng)(feng)1322 cm-1轉變為(wei)γ-FeOOH的(de)(de)(de)特(te)征(zheng)(zheng)(zheng)峰(feng)(feng)1307 cm-1。總體上可以看出，試樣在(zai)腐(fu)(fu)蝕后(hou)期(qi)，銹(xiu)層(ceng)(ceng)內(nei)部(bu)仍有較(jiao)(jiao)(jiao)高含量的(de)(de)(de)非穩(wen)(wen)態物(wu)質（γ-FeOOH和β-FeOOH等），說明試樣后(hou)期(qi)腐(fu)(fu)蝕趨勢仍大(da)(da)，銹(xiu)層(ceng)(ceng)對基體保護作用無(wu)NSS實驗條件(jian)下(xia)的(de)(de)(de)明顯。

2.4 電(dian)化學交流阻抗譜

將在兩種加速實驗條件(jian)下(xia)腐蝕(shi)不同周期(qi)(qi)的(de)試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)進行電(dian)化學交(jiao)流阻(zu)(zu)抗(kang)分(fen)析。NSS實驗條件(jian)下(xia)（圖8a），DP600雙(shuang)相鋼(gang)的(de)Nyquist圖總體上表現(xian)為(wei)高(gao)頻(pin)(pin)區的(de)小(xiao)容(rong)抗(kang)弧和(he)低(di)頻(pin)(pin)區的(de)大容(rong)抗(kang)弧，隨著腐蝕(shi)實驗的(de)增(zeng)長，容(rong)抗(kang)弧半徑不斷增(zeng)加。CCT條件(jian)下(xia)（圖8b），前期(qi)(qi)試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)阻(zu)(zu)抗(kang)曲(qu)線表現(xian)為(wei)高(gao)頻(pin)(pin)區的(de)小(xiao)容(rong)抗(kang)弧和(he)低(di)頻(pin)(pin)區的(de)大容(rong)抗(kang)弧；中(zhong)期(qi)(qi)試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)阻(zu)(zu)抗(kang)曲(qu)線變(bian)為(wei)一(yi)條傾斜45°的(de)直線，這是Warburg阻(zu)(zu)抗(kang)的(de)典(dian)型特征，說明該試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)受到(dao)擴散過(guo)程的(de)控(kong)制；到(dao)后期(qi)(qi)，試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)阻(zu)(zu)抗(kang)曲(qu)線則表現(xian)為(wei)低(di)中(zhong)高(gao)頻(pin)(pin)區的(de)大容(rong)抗(kang)弧。

圖8   DP600雙相(xiang)鋼在(zai)兩種加速(su)實驗條件下(xia)腐蝕不同時間后(hou)的(de)電化學阻抗(kang)譜(pu)

根據(ju)實(shi)驗結(jie)果可知(zhi)，加(jia)速實(shi)驗下試樣(yang)腐(fu)(fu)蝕(shi)產物(wu)層(ceng)(ceng)較薄時(shi)(shi)，認為其前期對(dui)(dui)試樣(yang)的(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)進(jin)(jin)程(cheng)阻(zu)(zu)礙作用(yong)(yong)不大，因此(ci)可以采(cai)用(yong)(yong)圖(tu)9a的(de)等(deng)效(xiao)電(dian)(dian)(dian)(dian)路圖(tu)進(jin)(jin)行(xing)阻(zu)(zu)抗(kang)(kang)擬合(he)；當銹層(ceng)(ceng)厚度(du)增加(jia)并且對(dui)(dui)試樣(yang)腐(fu)(fu)蝕(shi)進(jin)(jin)程(cheng)影響(xiang)較大時(shi)(shi)，表(biao)(biao)(biao)面形成的(de)雙電(dian)(dian)(dian)(dian)層(ceng)(ceng)電(dian)(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)作用(yong)(yong)明(ming)顯，則采(cai)用(yong)(yong)圖(tu)9b的(de)等(deng)效(xiao)電(dian)(dian)(dian)(dian)路圖(tu)進(jin)(jin)行(xing)阻(zu)(zu)抗(kang)(kang)擬合(he)。其中，等(deng)效(xiao)元件Rs表(biao)(biao)(biao)示溶(rong)液(ye)電(dian)(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)；Qdl代(dai)表(biao)(biao)(biao)電(dian)(dian)(dian)(dian)極表(biao)(biao)(biao)面與溶(rong)液(ye)之間的(de)雙層(ceng)(ceng)電(dian)(dian)(dian)(dian)容；Qr代(dai)表(biao)(biao)(biao)雙電(dian)(dian)(dian)(dian)層(ceng)(ceng)電(dian)(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)；n為常相位(wei)角指數，表(biao)(biao)(biao)示彌(mi)散(san)效(xiao)應(ying)程(cheng)度(du)；Rr代(dai)表(biao)(biao)(biao)腐(fu)(fu)蝕(shi)產物(wu)膜(mo)電(dian)(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)；Rct代(dai)表(biao)(biao)(biao)電(dian)(dian)(dian)(dian)荷轉移電(dian)(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)；W代(dai)表(biao)(biao)(biao)Warburg半無(wu)限擴散(san)阻(zu)(zu)抗(kang)(kang)。等(deng)效(xiao)電(dian)(dian)(dian)(dian)路擬合(he)結(jie)果如表(biao)(biao)(biao)3和表(biao)(biao)(biao)4所示。

圖9   DP600雙相鋼(gang)阻(zu)抗等(deng)效電路圖

擬(ni)合數據結果(guo)表明，NSS實(shi)(shi)驗(yan)下溶液電(dian)(dian)阻Rs值(zhi)初期(qi)為(wei)3.391 Ω·cm2，但(dan)到(dao)后(hou)期(qi)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)至(zhi)32.71 Ω·cm2，其變化(hua)趨勢為(wei)逐(zhu)(zhu)步(bu)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)。腐(fu)蝕(shi)產物膜電(dian)(dian)阻Rr的(de)值(zhi)在(zai)480 h時為(wei)91.25 Ω·cm2，到(dao)后(hou)期(qi)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)至(zhi)298.8 Ω·cm2，說明試(shi)(shi)樣銹(xiu)(xiu)層(ceng)(ceng)逐(zhu)(zhu)步(bu)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)厚(hou)。電(dian)(dian)荷(he)(he)轉移電(dian)(dian)阻Rct值(zhi)在(zai)480 h前從(cong)351.5 Ω·cm2降低至(zhi)188.5 Ω·cm2，之后(hou)隨(sui)實(shi)(shi)驗(yan)時間的(de)延長(chang)又逐(zhu)(zhu)步(bu)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)至(zhi)409 Ω·cm2。根據銹(xiu)(xiu)層(ceng)(ceng)電(dian)(dian)阻Rr以及(ji)電(dian)(dian)荷(he)(he)轉移電(dian)(dian)阻Rct的(de)變化(hua)情況可知，隨(sui)著實(shi)(shi)驗(yan)時間的(de)延長(chang)，前期(qi)銹(xiu)(xiu)層(ceng)(ceng)厚(hou)度(du)的(de)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)對(dui)銹(xiu)(xiu)層(ceng)(ceng)的(de)腐(fu)蝕(shi)進(jin)程阻礙作用不明顯；480 h后(hou)Rr和Rct的(de)值(zhi)均不斷增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)，說明銹(xiu)(xiu)層(ceng)(ceng)厚(hou)度(du)的(de)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)對(dui)試(shi)(shi)樣的(de)腐(fu)蝕(shi)進(jin)程影(ying)響逐(zhu)(zhu)步(bu)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)，從(cong)而(er)導致試(shi)(shi)樣的(de)腐(fu)蝕(shi)速率降低。

擬合(he)數據(ju)結果(guo)表(biao)明(ming)，CCT下溶(rong)液電(dian)阻Rs值(zhi)初期(qi)為1.743 Ω·cm2，但(dan)到后(hou)期(qi)增(zeng)(zeng)加至(zhi)(zhi)18.32 Ω·cm2，其變化(hua)趨(qu)(qu)勢為逐步增(zeng)(zeng)加。腐(fu)蝕(shi)(shi)產(chan)物膜(mo)電(dian)阻Rr的(de)值(zhi)在120 h時為10.81 Ω·cm2，到后(hou)期(qi)膜(mo)電(dian)阻值(zhi)增(zeng)(zeng)加至(zhi)(zhi)48.36 Ω·cm2，說(shuo)明(ming)隨(sui)著腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)進(jin)行，銹(xiu)(xiu)層厚度不斷(duan)增(zeng)(zeng)加。電(dian)荷(he)轉(zhuan)移(yi)電(dian)阻Rct值(zhi)在480 h前從196.8 Ω·cm2降(jiang)低至(zhi)(zhi)93.5 Ω·cm2，說(shuo)明(ming)該時間段腐(fu)蝕(shi)(shi)速(su)率逐步增(zeng)(zeng)加；之(zhi)后(hou)隨(sui)著腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)進(jin)行，電(dian)阻值(zhi)增(zeng)(zeng)加至(zhi)(zhi)125.4 Ω·cm2，后(hou)期(qi)變化(hua)趨(qu)(qu)于平緩，說(shuo)明(ming)隨(sui)銹(xiu)(xiu)層厚度增(zeng)(zeng)加腐(fu)蝕(shi)(shi)速(su)率降(jiang)低，但(dan)下降(jiang)并不明(ming)顯，這與腐(fu)蝕(shi)(shi)動(dong)力學結果(guo)一(yi)致(zhi)。總(zong)體上，NSS實驗(yan)條(tiao)件下，膜(mo)電(dian)阻Rr和(he)電(dian)荷(he)轉(zhuan)移(yi)電(dian)阻Rct均(jun)明(ming)顯高于CCT實驗(yan)的(de)結果(guo)，說(shuo)明(ming)NSS試樣銹(xiu)(xiu)層保護能力更強，腐(fu)蝕(shi)(shi)速(su)率更低。

2.5 腐(fu)蝕(shi)動(dong)力學規律

建立一(yi)個有實(shi)用性的(de)腐(fu)蝕(shi)速(su)率(lv)模型，能夠有效地反(fan)應材料在(zai)加速(su)實(shi)驗(yan)(yan)條件下腐(fu)蝕(shi)速(su)率(lv)與時間的(de)變化規律，進(jin)而能夠一(yi)定程度上(shang)反(fan)應其(qi)在(zai)自然環境下的(de)腐(fu)蝕(shi)率(lv)情況(kuang)。根(gen)據表2擬合相關參數可知，試樣在(zai)不同加速(su)實(shi)驗(yan)(yan)下的(de)不同階段的(de)腐(fu)蝕(shi)動力學方程分別為：

式(shi)(shi)（7）~（10）建(jian)立了DP600雙相鋼在(zai)NSS和(he)CCT實驗條(tiao)件下腐(fu)蝕(shi)速率隨時間(jian)t的(de)(de)變化規律(lv)。根據(ju)(ju)（7）~（10）式(shi)(shi)，算出試(shi)樣(yang)在(zai)兩(liang)(liang)種加速實驗下腐(fu)蝕(shi)速率隨時間(jian)的(de)(de)變化趨勢，并(bing)與原始腐(fu)蝕(shi)速率數(shu)據(ju)(ju)進(jin)行對比分析 （圖10）。可以發現，通過（7）~（10）式(shi)(shi)所計算出的(de)(de)數(shu)據(ju)(ju)與試(shi)樣(yang)原始腐(fu)蝕(shi)速率數(shu)據(ju)(ju)初期誤差值較大，到(dao)中后(hou)期兩(liang)(liang)條(tiao)線基本(ben)接(jie)近(jin)。也(ye)就是(shi)說，腐(fu)蝕(shi)速率擬合規律(lv)比較適用于加速腐(fu)蝕(shi)時間(jian)較長的(de)(de)實驗條(tiao)件。

圖10   兩(liang)種加速實驗(yan)條件(jian)下(xia)試樣腐(fu)蝕速率擬合規律與測試數(shu)據的對比

2.6 腐蝕機制

DP600雙(shuang)相(xiang)鋼(gang)為鐵(tie)素體(ti)和(he)(he)等軸(zhou)細(xi)小的(de)(de)馬(ma)氏體(ti)雙(shuang)相(xiang)鋼(gang)，晶(jing)(jing)粒較(jiao)(jiao)多，晶(jing)(jing)界(jie)占比(bi)較(jiao)(jiao)大，腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)接觸面積(ji)大。同(tong)時，鐵(tie)素體(ti)和(he)(he)馬(ma)氏體(ti)均為體(ti)心立方(fang)結(jie)構，但它們之(zhi)間的(de)(de)結(jie)構存在(zai)較(jiao)(jiao)大差異，腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)電位也(ye)不同(tong)，易(yi)形成大量的(de)(de)微(wei)電池，從而加速材(cai)料的(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)過程[19]。

DP600雙相鋼在(zai)NSS實(shi)驗(yan)為連續性噴霧過程，溫度(du)保持(chi)在(zai)35℃，濕度(du)保持(chi)在(zai)95%以上（圖(tu)11），隨(sui)著實(shi)驗(yan)的(de)進行(xing)實(shi)驗(yan)環境保持(chi)不變，試(shi)樣(yang)在(zai)較高的(de)溫度(du)和濕度(du)條件下很容易(yi)發生腐(fu)蝕，其腐(fu)蝕反(fan)應機(ji)制如下：

圖11   兩種(zhong)鹽霧加(jia)速實驗(yan)工(gong)作流程圖

而(er)α-FeOOH為穩定性產(chan)物，其含量的增加(jia)又(you)會進一步(bu)導致(zhi)銹(xiu)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)致(zhi)密度增加(jia)。腐蝕(shi)(shi)產(chan)物中γ-FeOOH、β-FeOOH和δ-FeOOH的還原性較(jiao)強，使銹(xiu)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)中的陰極反應(ying)(ying)活性點(dian)增加(jia)，銹(xiu)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)與基體之間發生(sheng)氧化還原反應(ying)(ying)，加(jia)速電化學反應(ying)(ying)，因此在腐蝕(shi)(shi)實(shi)驗前期(qi)，電荷(he)轉移電阻Rct值(zhi)逐步(bu)下降(jiang)。實(shi)驗后期(qi)，隨著銹(xiu)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)內部被還原的銹(xiu)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)再次被空氣中的O2氧化生(sheng)成較(jiao)多(duo)的FeOOH，同時部分(fen)γ-FeOOH和δ-FeOOH轉換成為α-FeOOH，使陰極反應(ying)(ying)活性點(dian)減少，銹(xiu)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)越(yue)來越(yue)顯(xian)著地(di)抑制鋼的陽(yang)極溶(rong)解(jie)，從而(er)導致(zhi)Rct值(zhi)逐漸上(shang)升[24]，這也說明NSS實(shi)驗條件下試樣銹(xiu)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)厚度的增加(jia)對腐蝕(shi)(shi)起到明顯(xian)的阻礙作用。

試樣(yang)在(zai)CCT過程(cheng)中，初期為4 h的(de)鹽(yan)霧階(jie)段(duan)，溫度(du)(du)為35℃，濕(shi)(shi)度(du)(du)在(zai)95%以(yi)(yi)上(shang)，溶液為5%NaCl，其(qi)腐蝕(shi)(shi)(shi)過程(cheng)與前述中性鹽(yan)霧一致(zhi)。之后(hou)為過渡階(jie)段(duan)，溫度(du)(du)逐(zhu)步上(shang)升(sheng)至(zhi)(zhi)60℃，濕(shi)(shi)度(du)(du)降至(zhi)(zhi)30%及(ji)以(yi)(yi)下(xia)，隨著溫度(du)(du)的(de)升(sheng)高，水(shui)分不斷蒸(zheng)發，Cl—濃(nong)度(du)(du)增高及(ji)擴(kuo)散作(zuo)用加(jia)(jia)(jia)強，試樣(yang)腐蝕(shi)(shi)(shi)加(jia)(jia)(jia)劇。干燥持續(xu)(xu)時(shi)(shi)間(jian)(jian)為2 h，由于試樣(yang)表面水(shui)分因蒸(zheng)發而非常少，試樣(yang)陰極過程(cheng)受到抑制導致(zhi)其(qi)腐蝕(shi)(shi)(shi)很(hen)輕微，同時(shi)(shi)導致(zhi)銹層出(chu)現疏(shu)松多(duo)孔的(de)特征。之后(hou)又(you)為過渡階(jie)段(duan)，濕(shi)(shi)度(du)(du)上(shang)升(sheng)至(zhi)(zhi)95%以(yi)(yi)上(shang)，溫度(du)(du)小幅度(du)(du)降低至(zhi)(zhi)50℃，Cl—與水(shui)分子在(zai)疏(shu)松多(duo)孔的(de)腐蝕(shi)(shi)(shi)產(chan)物層中更易擴(kuo)散，腐蝕(shi)(shi)(shi)加(jia)(jia)(jia)劇。最后(hou)為潮(chao)(chao)(chao)濕(shi)(shi)階(jie)段(duan)，持續(xu)(xu)時(shi)(shi)間(jian)(jian)為2 h，此時(shi)(shi)經干燥階(jie)段(duan)后(hou)沉積的(de)鹽(yan)離子濃(nong)度(du)(du)升(sheng)高的(de)作(zuo)用下(xia)發生潮(chao)(chao)(chao)解(jie)并釋放出(chu)Cl—。在(zai)潮(chao)(chao)(chao)解(jie)區，氧濃(nong)度(du)(du)逐(zhu)步降低，發生Fe的(de)陽極溶解(jie)反(fan)(fan)應（式（11）），在(zai)鹽(yan)粒子沉積附(fu)近發生氧的(de)陰極還原反(fan)(fan)應（式（12）），導致(zhi)腐蝕(shi)(shi)(shi)進一步加(jia)(jia)(jia)劇[24]。

在(zai)240~720 h和(he)720~1200 h兩(liang)個時間段(duan)，銹(xiu)(xiu)層(ceng)(ceng)(ceng)厚度增加(jia)均(jun)在(zai)一倍左右，變化(hua)差距不(bu)大(da)，說明實驗后期隨銹(xiu)(xiu)層(ceng)(ceng)(ceng)厚度的(de)(de)增加(jia)，銹(xiu)(xiu)層(ceng)(ceng)(ceng)對基體(ti)的(de)(de)保(bao)護能力較弱。主(zhu)要(yao)是因為(wei)(wei)在(zai)干濕交替條(tiao)件(jian)下試樣腐(fu)(fu)蝕產物變的(de)(de)疏(shu)松多孔，Cl—在(zai)銹(xiu)(xiu)層(ceng)(ceng)(ceng)中的(de)(de)催(cui)化(hua)和(he)擴散(san)作(zuo)用均(jun)較強，導致銹(xiu)(xiu)層(ceng)(ceng)(ceng)內部仍有較高(gao)濃(nong)度的(de)(de)Cl—。研(yan)究(jiu)表明β-FeOOH在(zai)形(xing)成(cheng)過(guo)程中，Cl—起到較強的(de)(de)催(cui)化(hua)作(zuo)用（式（21）和(he)式（22）），同時β-FeOOH的(de)(de)存(cun)在(zai)也促進了(le)(le)Cl—在(zai)銹(xiu)(xiu)層(ceng)(ceng)(ceng)中的(de)(de)擴散(san)，因為(wei)(wei)其形(xing)成(cheng)需要(yao)Cl—和(he)F—等(deng)元(yuan)素(su)來(lai)穩定(ding)其晶體(ti)的(de)(de)隧(sui)道(dao)結構[25,26]，因此(ci)試樣銹(xiu)(xiu)層(ceng)(ceng)(ceng)中有較高(gao)含(han)量的(de)(de)β-FeOOH。而(er)該產物為(wei)(wei)不(bu)穩定(ding)的(de)(de)產物，還原性(xing)較強，增加(jia)了(le)(le)陰極反應(ying)的(de)(de)活性(xing)區(qu)域，導致鋼基體(ti)腐(fu)(fu)蝕加(jia)劇。

從以上分析可知，試(shi)樣(yang)(yang)在(zai)CCT條(tiao)件(jian)下(xia)的(de)(de)試(shi)樣(yang)(yang)腐(fu)蝕動力學變化(hua)，腐(fu)蝕產(chan)(chan)物(wu)微觀形貌及(ji)其(qi)轉變特(te)征與NSS實(shi)(shi)驗的(de)(de)類似，反應機制也(ye)(ye)基本(ben)相同(tong)。但在(zai)相同(tong)周期下(xia)，其(qi)腐(fu)蝕失(shi)重(zhong)和(he)腐(fu)蝕速率均(jun)大于NSS實(shi)(shi)驗條(tiao)件(jian)下(xia)的(de)(de)，腐(fu)蝕產(chan)(chan)物(wu)尺寸(cun)和(he)密度也(ye)(ye)較大，主要是因(yin)為CCT條(tiao)件(jian)下(xia)試(shi)樣(yang)(yang)經歷鹽(yan)霧、干燥(zao)和(he)潮(chao)濕三個過(guo)程(cheng)(cheng)，而(er)其(qi)中(zhong)從鹽(yan)霧階段(duan)(duan)過(guo)渡(du)到干燥(zao)階段(duan)(duan)以及(ji)干燥(zao)階段(duan)(duan)過(guo)渡(du)到潮(chao)濕階段(duan)(duan)均(jun)加速材料的(de)(de)腐(fu)蝕進程(cheng)(cheng)；而(er)NSS實(shi)(shi)驗條(tiao)件(jian)下(xia)試(shi)樣(yang)(yang)一(yi)直處于單一(yi)的(de)(de)加速環(huan)境下(xia)，因(yin)此CCT下(xia)試(shi)樣(yang)(yang)腐(fu)蝕程(cheng)(cheng)度比NSS實(shi)(shi)驗條(tiao)件(jian)下(xia)的(de)(de)更嚴重(zhong)。

3 結論

（1） DP600雙相鋼在兩種(zhong)鹽霧加(jia)速實驗過程中，前期腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)失(shi)重和腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)速率差異不大，隨(sui)著腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)時(shi)間的(de)(de)延長，腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)失(shi)重逐步(bu)增(zeng)加(jia)，腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)速率則呈先(xian)增(zeng)大后降低的(de)(de)趨(qu)勢(shi)，這主要(yao)是由于銹層中穩定相（α-FeOOH）和不穩定相（γ-FeOOH和β-FeOOH）相對(dui)含量隨(sui)實驗時(shi)間發(fa)生變化所致(zhi)。

（2） NSS實驗條件下(xia)試樣主要(yao)腐蝕(shi)產(chan)(chan)物為(wei)Fe3O4、α-FeOOH、γ-FeOOH、α-Fe2O3和δ-FeOOH；CCT條件下(xia)的腐蝕(shi)產(chan)(chan)物組(zu)成基(ji)本相同(tong)，只是同(tong)時(shi)存(cun)在(zai)(zai)較多的β-FeOOH。這是因為(wei)在(zai)(zai)干濕交替條件下(xia)腐蝕(shi)產(chan)(chan)物疏松多孔，Cl—的催化和擴散作用(yong)較強，導致銹層內(nei)部仍有較高濃度的Cl—，從而產(chan)(chan)生較高含量的β-FeOOH。而該產(chan)(chan)物穩定性差，它的存(cun)在(zai)(zai)會增加(jia)陰極反應(ying)的活性區(qu)域，降(jiang)低銹層對(dui)基(ji)體(ti)的保護作用(yong)，加(jia)速材料的腐蝕(shi)進程。

（3） 電(dian)化學交流阻(zu)(zu)抗鋪(pu)擬合結果表(biao)明(ming)，不同(tong)加(jia)速實(shi)驗條(tiao)(tiao)件(jian)下試(shi)樣表(biao)面腐蝕(shi)產物膜電(dian)阻(zu)(zu)和溶液電(dian)阻(zu)(zu)均隨著實(shi)驗時間的(de)(de)延長而逐步增加(jia)，說明(ming)銹層厚(hou)度的(de)(de)增加(jia)對試(shi)樣基(ji)體(ti)的(de)(de)腐蝕(shi)有一定的(de)(de)阻(zu)(zu)礙作(zuo)用；電(dian)荷轉(zhuan)移電(dian)阻(zu)(zu)值(zhi)均呈現先下降后上(shang)(shang)升的(de)(de)變化過程，但NSS實(shi)驗條(tiao)(tiao)件(jian)下的(de)(de)數值(zhi)普遍高(gao)于(yu)CCT條(tiao)(tiao)件(jian)下的(de)(de)，一定程度上(shang)(shang)說明(ming)CCT條(tiao)(tiao)件(jian)下試(shi)樣腐蝕(shi)比NSS條(tiao)(tiao)件(jian)下的(de)(de)更加(jia)嚴(yan)重。

（4） 通過擬合(he)試樣失重曲線，得(de)出不(bu)同時(shi)間段腐蝕(shi)速率規律，對于NSS和CCT實驗分別為：前期（≤480 h），ΔD1-1=0.7349t0.1522，ΔD2-1=0.3511 t0.3313；后期（>480 h），ΔD1-2=14.6239 t?0.3236，ΔD2-2=6.8542 t?0.157。