摘要

在高(gao)濕、高(gao)熱、高(gao)鹽度(du)和強(qiang)輻照的(de)(de)湛江海(hai)洋大氣腐(fu)蝕(shi)試(shi)驗站對(dui)EH36船(chuan)板鋼(gang)進行了(le)(le)(le)15、30、90、180和360 d的(de)(de)暴(bao)(bao)露(lu)(lu)實驗。通(tong)過腐(fu)蝕(shi)失重計算了(le)(le)(le)不同暴(bao)(bao)露(lu)(lu)周期(qi)的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)速(su)率(lv)，采(cai)用SEM觀察(cha)了(le)(le)(le)銹層(ceng)(ceng)表(biao)面(mian)和截面(mian)的(de)(de)微(wei)觀形貌，采(cai)用X射線(xian)衍射儀(yi)分(fen)(fen)析(xi)了(le)(le)(le)銹層(ceng)(ceng)的(de)(de)組(zu)成(cheng)成(cheng)分(fen)(fen)，采(cai)用EDS分(fen)(fen)析(xi)了(le)(le)(le)銹層(ceng)(ceng)中(zhong)的(de)(de)元素分(fen)(fen)布，同時(shi)對(dui)暴(bao)(bao)露(lu)(lu)后(hou)(hou)(hou)的(de)(de)試(shi)樣進行了(le)(le)(le)極化曲線(xian)測(ce)試(shi)。結果表(biao)明：EH36船(chuan)板鋼(gang)的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)速(su)率(lv)先增大、后(hou)(hou)(hou)減(jian)小；暴(bao)(bao)露(lu)(lu)360 d后(hou)(hou)(hou)，Cr、Ni和Si擴散到銹層(ceng)(ceng)中(zhong)，分(fen)(fen)布較(jiao)為均勻，提高(gao)了(le)(le)(le)鋼(gang)的(de)(de)耐腐(fu)蝕(shi)性能；暴(bao)(bao)露(lu)(lu)180和360 d的(de)(de)銹層(ceng)(ceng)中(zhong)均含有γ-FeOOH、β-FeOOH、Fe3O4和α-FeOOH，暴(bao)(bao)露(lu)(lu)360 d的(de)(de)銹層(ceng)(ceng)中(zhong)α-FeOOH較(jiao)多，β-FeOOH較(jiao)少，銹層(ceng)(ceng)中(zhong)α/γ=0.615，尚未形成(cheng)穩定的(de)(de)保護(hu)性銹層(ceng)(ceng)。

關(guan)鍵詞： EH36船板(ban)鋼(gang)； 熱帶海洋大(da)氣； 腐蝕(shi)； 極化曲線(xian)

進(jin)入21世紀以來，我國(guo)海(hai)洋(yang)(yang)(yang)經濟蓬勃(bo)發展，對(dui)海(hai)洋(yang)(yang)(yang)船(chuan)(chuan)(chuan)舶(bo)(bo)(bo)(bo)的(de)(de)(de)(de)(de)需求(qiu)急劇增加(jia)。遠洋(yang)(yang)(yang)船(chuan)(chuan)(chuan)舶(bo)(bo)(bo)(bo)正向(xiang)大(da)型(xing)(xing)化(hua)(hua)(hua)(hua)和輕(qing)量(liang)化(hua)(hua)(hua)(hua)方向(xiang)發展，因(yin)此對(dui)船(chuan)(chuan)(chuan)體結(jie)構用(yong)(yong)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)要(yao)(yao)(yao)求(qiu)也越(yue)來越(yue)高(gao)，既要(yao)(yao)(yao)有高(gao)強度(du)、高(gao)韌(ren)(ren)性(xing)(xing)(xing)，還(huan)要(yao)(yao)(yao)有良好的(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)接加(jia)工(gong)性(xing)(xing)(xing)能。EH36級低(di)溫高(gao)韌(ren)(ren)性(xing)(xing)(xing)船(chuan)(chuan)(chuan)板(ban)(ban)鋼(gang)(gang)(gang)主要(yao)(yao)(yao)用(yong)(yong)于(yu)制造大(da)型(xing)(xing)海(hai)洋(yang)(yang)(yang)平臺(tai)，大(da)中型(xing)(xing)遠洋(yang)(yang)(yang)船(chuan)(chuan)(chuan)舶(bo)(bo)(bo)(bo)的(de)(de)(de)(de)(de)強力甲板(ban)(ban)、舷(xian)頂列板(ban)(ban)或(huo)圓弧型(xing)(xing)板(ban)(ban)等(deng)船(chuan)(chuan)(chuan)體關鍵部位[1]。船(chuan)(chuan)(chuan)舶(bo)(bo)(bo)(bo)工(gong)作環(huan)境(jing)(jing)十分惡劣，船(chuan)(chuan)(chuan)體外殼(ke)不僅要(yao)(yao)(yao)承(cheng)受(shou)海(hai)水的(de)(de)(de)(de)(de)化(hua)(hua)(hua)(hua)學腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)、電化(hua)(hua)(hua)(hua)學腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)和海(hai)生(sheng)(sheng)物、微(wei)生(sheng)(sheng)物腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)，還(huan)要(yao)(yao)(yao)承(cheng)受(shou)較(jiao)大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)風浪沖擊造成的(de)(de)(de)(de)(de)交(jiao)(jiao)變載荷[2]。楊英等(deng)[3]用(yong)(yong)干濕(shi)交(jiao)(jiao)替周期浸(jin)潤(run)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)試(shi)驗研究(jiu)了EH36-NS船(chuan)(chuan)(chuan)板(ban)(ban)鋼(gang)(gang)(gang)在(zai)模擬海(hai)洋(yang)(yang)(yang)大(da)氣(qi)環(huan)境(jing)(jing)下的(de)(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)行(xing)為(wei)(wei)(wei)，結(jie)果(guo)(guo)表(biao)明，EH36-NS船(chuan)(chuan)(chuan)板(ban)(ban)鋼(gang)(gang)(gang)在(zai)模擬海(hai)洋(yang)(yang)(yang)大(da)氣(qi)環(huan)境(jing)(jing)下的(de)(de)(de)(de)(de)耐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)明顯優于(yu)Q235鋼(gang)(gang)(gang)，其耐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)是Q235鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)1.46倍。唐荻等(deng)[4]用(yong)(yong)干濕(shi)交(jiao)(jiao)替周期浸(jin)潤(run)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)試(shi)驗研究(jiu)了3種自行(xing)設計(ji)(ji)成分的(de)(de)(de)(de)(de)EH36船(chuan)(chuan)(chuan)板(ban)(ban)鋼(gang)(gang)(gang)在(zai)海(hai)洋(yang)(yang)(yang)大(da)氣(qi)中的(de)(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)行(xing)為(wei)(wei)(wei)，研究(jiu)結(jie)果(guo)(guo)表(biao)明，降低(di)C含(han)量(liang)并(bing)提高(gao)Cr含(han)量(liang)有利于(yu)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)銹層的(de)(de)(de)(de)(de)致密(mi)化(hua)(hua)(hua)(hua)，腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)產物主要(yao)(yao)(yao)為(wei)(wei)(wei)對(dui)耐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)有益的(de)(de)(de)(de)(de)α-FeOOH和γ-FeOOH。高(gao)海(hai)亮等(deng)[5]研究(jiu)了自行(xing)設計(ji)(ji)冶煉的(de)(de)(de)(de)(de)Cu-Ni系EH36船(chuan)(chuan)(chuan)板(ban)(ban)鋼(gang)(gang)(gang)在(zai)不同pH值的(de)(de)(de)(de)(de)NaCl溶液中的(de)(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)行(xing)為(wei)(wei)(wei)，研究(jiu)結(jie)果(guo)(guo)表(biao)明，其自行(xing)設計(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)Cu-Ni系EH36船(chuan)(chuan)(chuan)板(ban)(ban)鋼(gang)(gang)(gang)在(zai)酸性(xing)(xing)(xing)Cl-環(huan)境(jing)(jing)下對(dui)pH的(de)(de)(de)(de)(de)敏感(gan)度(du)遠低(di)于(yu)傳統(tong)EH36船(chuan)(chuan)(chuan)板(ban)(ban)鋼(gang)(gang)(gang)，并(bing)具有優異的(de)(de)(de)(de)(de)抗點(dian)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)能。

目前對于EH36船(chuan)板(ban)鋼耐蝕(shi)(shi)(shi)性能(neng)的(de)(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)尚不充分，對于EH36船(chuan)板(ban)鋼腐蝕(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)多集中(zhong)在(zai)實(shi)(shi)驗室模(mo)擬階(jie)段，EH36船(chuan)板(ban)鋼在(zai)海(hai)洋(yang)大氣(qi)(qi)和(he)(he)實(shi)(shi)海(hai)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)腐蝕(shi)(shi)(shi)研(yan)究(jiu)比較(jiao)匱乏。湛江位(wei)于大陸(lu)最南(nan)(nan)端、面向(xiang)南(nan)(nan)海(hai)，屬(shu)于熱帶季(ji)風(feng)氣(qi)(qi)候，年(nian)平(ping)均(jun)氣(qi)(qi)溫20 ℃以(yi)上，年(nian)較(jiao)差3~10 ℃，年(nian)平(ping)均(jun)降雨量1300~1800 mm，年(nian)平(ping)均(jun)日照(zhao)時(shi)數(shu)1714.8~2038.2 h，年(nian)平(ping)均(jun)濕度為(wei)88%，表(biao)面潤(run)濕時(shi)間5634 h/a，平(ping)均(jun)Cl-沉積速(su)(su)率為(wei)58.2 mg·m-2·d-1，為(wei)典型的(de)(de)(de)(de)高濕、高鹽(yan)和(he)(he)高輻照(zhao)環境[6,7]，是理想的(de)(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)金(jin)屬(shu)腐蝕(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)天然加(jia)速(su)(su)腐蝕(shi)(shi)(shi)試驗場。研(yan)究(jiu)EH36船(chuan)板(ban)鋼在(zai)熱帶海(hai)洋(yang)大氣(qi)(qi)環境中(zhong)早期腐蝕(shi)(shi)(shi)行為(wei)和(he)(he)機理，可為(wei)船(chuan)板(ban)鋼的(de)(de)(de)(de)成分設計(ji)和(he)(he)在(zai)海(hai)洋(yang)環境中(zhong)的(de)(de)(de)(de)應(ying)用提供重要的(de)(de)(de)(de)參考依據(ju)。

1 實驗方法(fa)

實(shi)驗(yan)材料(liao)為(wei)某(mou)船廠生產的EH36船板鋼(gang)，化學成(cheng)分(fen) （質量分(fen)數(shu)，%） 為(wei)：C 0.084，Si 0.281，Mn 1.326，S 0.009，P 0.012，Cr 0.225，Mo 0.0406，Ni 0.372，Al 0.0151，Cu 0.0352，Fe余量。將船板鋼(gang)加工(gong)成(cheng)150 mm×100 mm×3 mm的試樣(yang)，樣(yang)品經SiC水磨砂(sha)紙逐級打磨到600#、丙酮(tong)溶液超聲清(qing)洗、去離子水充分(fen)沖(chong)洗、無水乙醇脫(tuo)水和干(gan)燥處理后備用。按GB/T14165-1993[8]在湛江大氣腐(fu)蝕試驗(yan)站進行室外(wai)暴露，時間為(wei)2017年(nian)(nian)12月~2018年(nian)(nian)12月，取樣(yang)周期為(wei)15、30、90、180和360 d。

用(yong)(yong)Nikon D800E數碼相機拍攝(she)暴(bao)(bao)(bao)(bao)曬(shai)樣品(pin)除銹(xiu)(xiu)前后宏(hong)觀形(xing)貌，暴(bao)(bao)(bao)(bao)曬(shai)樣品(pin)除銹(xiu)(xiu)按GB/T 16545-1996[9]規定的(de)方法進行；采用(yong)(yong)AUTOLAB PGSTAT302N電(dian)(dian)化學(xue)工作站測試(shi)帶銹(xiu)(xiu)暴(bao)(bao)(bao)(bao)曬(shai)樣品(pin)的(de)極化曲線，采用(yong)(yong)三電(dian)(dian)極體系，飽和(he)甘汞電(dian)(dian)極為(wei)參比電(dian)(dian)極，2 cm×2 cm鉑片電(dian)(dian)極為(wei)輔助(zhu)電(dian)(dian)極，暴(bao)(bao)(bao)(bao)曬(shai)試(shi)樣為(wei)工作電(dian)(dian)極，其工作面積為(wei)1 cm2，掃描(miao)速率(lv)為(wei)5×10-4 V/s，掃描(miao)范圍 （相對(dui)于開路電(dian)(dian)位） 為(wei)-0.15~0.15 V，測試(shi)溶液(ye)為(wei)3.5% （質量分數） 的(de)NaCl溶液(ye)；采用(yong)(yong)X Per MRD型X射線衍射儀(yi) （XRD） 分析暴(bao)(bao)(bao)(bao)曬(shai)樣品(pin)的(de)銹(xiu)(xiu)層成分，采用(yong)(yong)Nova NanoSEM430型掃描(miao)電(dian)(dian)子顯微鏡 （SEM） 及其自(zi)帶的(de)能(neng)譜儀(yi) （EDS） 拍攝(she)暴(bao)(bao)(bao)(bao)曬(shai)試(shi)樣表面和(he)截(jie)面的(de)微觀形(xing)貌，并分析銹(xiu)(xiu)層的(de)元素分布。

2 結果(guo)與(yu)討論

2.1 腐蝕動力學分(fen)析

EH36船板(ban)鋼(gang)暴(bao)(bao)露(lu)不同時(shi)(shi)間后(hou)的(de)腐(fu)蝕速(su)(su)率(lv)如圖1所(suo)示，在整(zheng)個暴(bao)(bao)露(lu)周(zhou)期(qi)內，船板(ban)鋼(gang)腐(fu)蝕速(su)(su)率(lv)先增(zeng)大后(hou)減小(xiao)。暴(bao)(bao)露(lu)時(shi)(shi)間≤180 d時(shi)(shi)，腐(fu)蝕速(su)(su)率(lv)隨(sui)暴(bao)(bao)露(lu)時(shi)(shi)間的(de)延長而(er)增(zeng)大；180 d＜暴(bao)(bao)露(lu)時(shi)(shi)間≤360 d時(shi)(shi)，腐(fu)蝕速(su)(su)率(lv)隨(sui)暴(bao)(bao)露(lu)時(shi)(shi)間的(de)延長而(er)減小(xiao)。暴(bao)(bao)露(lu)180 d時(shi)(shi)，船板(ban)鋼(gang)腐(fu)蝕速(su)(su)率(lv)最(zui)大，為0.174 mm·a-1。

圖1   EH36船板(ban)鋼(gang)腐蝕速率隨暴露時間變化的曲線

2.2 腐蝕形貌觀察(cha)

觀察EH36船(chuan)板鋼暴(bao)露不同時間(jian)后的(de)(de)宏(hong)觀腐(fu)蝕形貌 （圖(tu)2） 可知，鐵銹顏色隨暴(bao)露時間(jian)的(de)(de)增加而逐漸加深(shen)，從暴(bao)露15 d的(de)(de)淺棕色逐漸轉變為(wei)暴(bao)露360 d的(de)(de)棕褐色。隨著暴(bao)露時間(jian)的(de)(de)延長(chang)，試樣(yang)表面腐(fu)蝕產(chan)物越來越多，腐(fu)蝕程度逐漸加深(shen)。

圖2   EH36船板鋼暴露不(bu)同時間后表面宏(hong)觀(guan)形貌

觀察EH36船板(ban)鋼暴露不同時(shi)間后(hou)的(de)微觀腐(fu)(fu)蝕形貌(mao) （圖3） 可(ke)以(yi)看(kan)出(chu)，暴露15 d后(hou)，EH36船板(ban)鋼表(biao)(biao)面完全被腐(fu)(fu)蝕產(chan)物(wu)覆蓋，隨著腐(fu)(fu)蝕銹(xiu)(xiu)層下腐(fu)(fu)蝕產(chan)物(wu)的(de)累積，銹(xiu)(xiu)層產(chan)生(sheng)了裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)。暴露30 d后(hou)，銹(xiu)(xiu)層裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)快速(su)變(bian)(bian)深、變(bian)(bian)寬，表(biao)(biao)面銹(xiu)(xiu)層變(bian)(bian)厚(hou)并存在破碎區。暴露90 d后(hou)，腐(fu)(fu)蝕速(su)率(lv)快速(su)增長階段結束，銹(xiu)(xiu)層裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)增多，腐(fu)(fu)蝕速(su)率(lv)緩慢增加。暴露180 d后(hou)，銹(xiu)(xiu)層表(biao)(biao)面腐(fu)(fu)產(chan)物(wu)堆積，使寬而深的(de)裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)變(bian)(bian)窄、變(bian)(bian)淺，隨后(hou)腐(fu)(fu)蝕速(su)率(lv)開始緩慢降低(di)。

圖3   EH36船板鋼暴(bao)露不同時間后(hou)表面微觀(guan)形貌

圖4為(wei)(wei)EH36船板鋼(gang)暴(bao)露(lu)180和(he)(he)(he)(he)360 d后(hou)銹層(ceng)(ceng)截面形貌和(he)(he)(he)(he)元素分(fen)布(bu)。在(zai)自(zi)然(ran)環境下生成穩定的(de)(de)(de)保護性(xing)銹層(ceng)(ceng)至(zhi)少要3 a以上[10]，可以看(kan)出(chu)(chu)暴(bao)露(lu)360 d后(hou)的(de)(de)(de)銹層(ceng)(ceng)中(zhong)尚未出(chu)(chu)現(xian)分(fen)層(ceng)(ceng)現(xian)象。暴(bao)露(lu)180 d后(hou)，銹層(ceng)(ceng)最厚處約為(wei)(wei)100 μm，暴(bao)露(lu)360 d后(hou)，銹層(ceng)(ceng)厚度增(zeng)加了1.6倍左右，銹層(ceng)(ceng)厚度約為(wei)(wei)260 μm。暴(bao)露(lu)180和(he)(he)(he)(he)360 d后(hou)銹層(ceng)(ceng)中(zhong)O的(de)(de)(de)含量較高(gao)(gao)(gao)，其主要成分(fen)為(wei)(wei)Fe的(de)(de)(de)氧化(hua)物。暴(bao)露(lu)180 d后(hou)，Cr和(he)(he)(he)(he)Ni主要分(fen)布(bu)在(zai)基(ji)體(ti)中(zhong)，Si已(yi)經擴散到(dao)(dao)了銹層(ceng)(ceng)中(zhong)，但分(fen)布(bu)不(bu)均(jun)勻。暴(bao)露(lu)360 d后(hou)，Cr和(he)(he)(he)(he)Ni已(yi)擴散到(dao)(dao)銹層(ceng)(ceng)中(zhong)，并且Cr、Ni和(he)(he)(he)(he)Si在(zai)銹層(ceng)(ceng)中(zhong)分(fen)布(bu)比較均(jun)勻。在(zai)鋼(gang)中(zhong)單獨(du)添(tian)加Cr并不(bu)能顯著提高(gao)(gao)(gao)耐(nai)大(da)氣(qi)腐蝕性(xing)能，但是當Cr與Si匹配加入時(shi)，則可大(da)幅度提高(gao)(gao)(gao)其耐(nai)蝕性(xing)能[11]。Ni會使銹層(ceng)(ceng)更加致(zhi)密，使銹層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)離子(zi)選擇性(xing)由(you)陰離子(zi)轉變為(wei)(wei)陽離子(zi)[12]。此外(wai)，Ni的(de)(de)(de)存在(zai)可提高(gao)(gao)(gao)銹層(ceng)(ceng)中(zhong)納米級α-FeOOH的(de)(de)(de)比例[13]。

圖4   EH36船板鋼暴露180 d后銹層截(jie)面腐蝕形(xing)貌和(he)元素分布

圖5   EH36船板鋼暴(bao)露360 d后銹層(ceng)截面腐蝕(shi)形(xing)貌和元素分布

2.3 表面成分分析

圖6為(wei)EH36船(chuan)板鋼暴(bao)(bao)露(lu)不同時間后的(de)(de)(de)XRD譜(pu)。暴(bao)(bao)露(lu)15 d后，EH36船(chuan)板鋼銹(xiu)層(ceng)的(de)(de)(de)主要成分為(wei)γ-FeOOH，還(huan)含有(you)(you)少(shao)量(liang)的(de)(de)(de)β-FeOOH和(he)Fe3O4；與(yu)暴(bao)(bao)露(lu)15 d相比，暴(bao)(bao)露(lu)180 d和(he)360 d的(de)(de)(de)銹(xiu)層(ceng)中(zhong)除(chu)了(le)含有(you)(you)γ-FeOOH、β-FeOOH和(he)Fe3O4外，還(huan)有(you)(you)α-FeOOH。Fe的(de)(de)(de)腐(fu)蝕產物的(de)(de)(de)熱(re)力(li)學穩定(ding)性(xing)(xing)順序為(wei)：FeO＜Fe（OH）2＜γ-Fe2O3＜Fe3O4＜γ-FeOOH＜α-FeOOH[11,14,15]，即(ji)銹(xiu)層(ceng)中(zhong)最(zui)先生成FeO，隨著腐(fu)蝕的(de)(de)(de)進行，逐(zhu)漸向熱(re)力(li)學穩定(ding)性(xing)(xing)更高(gao)的(de)(de)(de)腐(fu)蝕產物轉(zhuan)(zhuan)變(bian)。β-FeOOH只(zhi)有(you)(you)在(zai)含有(you)(you)Cl-的(de)(de)(de)環境中(zhong)才會生成[16,17]，β-FeOOH的(de)(de)(de)晶(jing)體結構有(you)(you)利(li)于Cl-向銹(xiu)層(ceng)中(zhong)擴散，因此會增(zeng)大(da)腐(fu)蝕速(su)率。此外，Cl-會降低β-FeOOH的(de)(de)(de)穩定(ding)性(xing)(xing)，使β-FeOOH轉(zhuan)(zhuan)變(bian)為(wei)α-FeOOH和(he)Fe3O4[18]。與(yu)暴(bao)(bao)露(lu)180 d相比，暴(bao)(bao)露(lu)360 d后銹(xiu)層(ceng)中(zhong)α-FeOOH明顯增(zeng)多，而β-FeOOH明顯減少(shao)，正是由于β-FeOOH向α-FeOOH轉(zhuan)(zhuan)變(bian)的(de)(de)(de)結果(guo)。銹(xiu)層(ceng)中(zhong)的(de)(de)(de)α-FeOOH具(ju)(ju)有(you)(you)陰離子選擇性(xing)(xing)，而Cr置(zhi)換Fe而形成α-CrxFe1-xOOH具(ju)(ju)有(you)(you)陽離子選擇性(xing)(xing)，阻礙了(le)Cl-滲透，降低了(le)腐(fu)蝕速(su)率。

圖6   EH36船板鋼暴露(lu)不同時間后的(de)銹層XRD譜

Yamashita等(deng)[19]提出(chu)可(ke)以用(yong)銹(xiu)層(ceng)(ceng)(ceng)中(zhong)α-FeOOH與(yu)γ-FeOOH的比值 （α/γ） 來評價耐候鋼(gang)銹(xiu)層(ceng)(ceng)(ceng)的穩(wen)定性(xing)(xing)。當(dang)α/γ＞2.0時，即可(ke)認為(wei)形(xing)成了穩(wen)定的保護(hu)性(xing)(xing)銹(xiu)層(ceng)(ceng)(ceng)，即銹(xiu)層(ceng)(ceng)(ceng)中(zhong)α-FeOOH含量越多，銹(xiu)層(ceng)(ceng)(ceng)的穩(wen)定性(xing)(xing)和保護(hu)性(xing)(xing)越好[20]。通過XRD半定量數據計算分(fen)析(xi)，暴(bao)(bao)露360 d的銹(xiu)層(ceng)(ceng)(ceng)中(zhong)α/γ=0.615，由此可(ke)見(jian)暴(bao)(bao)露360 d的EH36船板鋼(gang)表面(mian)還未形(xing)成穩(wen)定的保護(hu)性(xing)(xing)銹(xiu)層(ceng)(ceng)(ceng)。

2.4 電化(hua)學(xue)分析(xi)

圖(tu)7和(he)表1分別為EH36船板鋼暴露(lu)不同時間(jian)后的(de)(de)極化曲(qu)線和(he)通過極化曲(qu)線擬合得出的(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)電位和(he)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)電流。可以看出，隨著暴露(lu)時間(jian)的(de)(de)延(yan)長，腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)速率先增加、后減小。在暴露(lu)前期 （＜180 d），Fe的(de)(de)陽(yang)極溶解逐(zhu)漸增強，腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)電位負移，腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)電流增大；在暴露(lu)后期 （＞180 d），銹層中(zhong)α-FeOOH含(han)量增加，銹層對基體的(de)(de)保護作(zuo)用增強，腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)電位正(zheng)移，腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)電流變小。

圖7   EH36船板鋼暴露不同時間后的極化曲線

表(biao)1   EH36船板鋼暴露不同時(shi)間后(hou)的腐蝕(shi)電位和腐蝕(shi)電流

3 結論(lun)

（1） 在(zai)熱帶海洋大(da)氣環境中(zhong)，隨著暴露時間的延長，EH36船板鋼的腐蝕(shi)速(su)率先增大(da)后減(jian)小。

（2） 暴露180 d后，EH36船板(ban)鋼(gang)銹(xiu)層(ceng)中Cr和(he)Ni元(yuan)素主要分(fen)布(bu)在基體(ti)中，Si已經擴散到了(le)銹(xiu)層(ceng)中，且(qie)(qie)分(fen)布(bu)不(bu)均勻(yun)；暴露360 d后，Cr和(he)Ni擴散到了(le)銹(xiu)層(ceng)中，且(qie)(qie)分(fen)布(bu)較(jiao)為均勻(yun)，提(ti)高(gao)了(le)鋼(gang)的耐蝕性提(ti)高(gao)，腐蝕速率下(xia)降。

（3） 暴(bao)露(lu)15 d后，銹(xiu)層(ceng)中(zhong)的主要(yao)成分為γ-FeOOH，還含有(you)少(shao)量的β-FeOOH和(he)Fe3O4。暴(bao)露(lu)180和(he)360 d后，銹(xiu)層(ceng)中(zhong)均含有(you)γ-FeOOH、β-FeOOH、α-FeOOH和(he)Fe3O4。暴(bao)露(lu)180 d的銹(xiu)層(ceng)中(zhong)β-FeOOH較(jiao)多而α-FeOOH很(hen)(hen)少(shao)，而暴(bao)露(lu)360 d的銹(xiu)層(ceng)中(zhong)α-FeOOH較(jiao)多而β-FeOOH很(hen)(hen)少(shao)，這(zhe)是由于(yu)β-FeOOH向α-FeOOH轉變的結果(guo)。暴(bao)露(lu)360 d的EH36船板鋼銹(xiu)層(ceng)中(zhong)α/γ=0.615，即(ji)尚未形成穩定(ding)的保護(hu)性(xing)銹(xiu)層(ceng)，EH36船板鋼的腐蝕(shi)速率(lv)仍然較(jiao)大。

（4） 暴露前期 （＜180 d），Fe的陽極溶解逐漸增強(qiang)，腐(fu)(fu)蝕(shi)電位負(fu)移，腐(fu)(fu)蝕(shi)電流增大；在暴露后期 （＞180 d），銹層中α-FeOOH含量增加，銹層對基體的保護作用(yong)增強(qiang)，腐(fu)(fu)蝕(shi)電位正移，腐(fu)(fu)蝕(shi)電流變小(xiao)。

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