科技与创新┃Science and Technology & Innovation ·8·
文章编号：2095－6835（2015）04－0008－02
邵长静
（辽宁装备制造职业技术学院，辽宁沈阳 110161）
摘 要：主要阐述了实验目的、实验方法和实验结果等具体内容，提出了提高贝氏体耐候钢耐蚀性作用的方法和具体实验判定过程。 关键词：贝氏体耐候钢；耐蚀性；交流阻抗谱；实验钢
中图分类号：TG174.3 文献标识码：A DOI：10.15913/jki.kjycx.2015.04.008
1 实验目的
该实验的目的是通过测定电化学交流阻抗谱，验证了添加
了耐蚀性元素P和Cu等与贝氏体组织的存在，确实提高了自
行研制的磷合金化贝氏体耐候钢的耐工业大气腐蚀性能。
2 实验钢的成分和金相组织
该实验设计了2种不同成分的磷合金化贝氏体耐候钢C1
钢和C2钢，其成分如表1所示。
表1 实验钢的化学成分（mass%）
钢种 C1钢 C2钢 09CuPCrNi钢
C 0.06 0.07 0.09
Mn 1.51 1.43 0.43
S 0.003 0.002
5 0.01
Si 0.25 0.27 0.3
Ni － 0.19 0.25 P 0.008 0.052 0.09
Cu － 0.257 0.3
Cr －－ 0.5
Nb 0.04 0.035 －
B 0.003 5 0.003 5 －
Al 0.03 0.036 －
在实验过程中，取09CuPCrNi钢作为对比钢种，3种实验钢
均为热轧态。其金相组织分别为：C1钢和C2钢的组织均为细小
的粒状贝氏体，09CuPCrNi为细小的铁素体+珠光体组织，如图1.
（a）C1钢（b）C2钢
（c）09CuPCrNi钢
图1 钢的金相组织
齐齐哈尔洪水3 实验方法
采用质量分数为0.052%的NaHSO3溶液模拟工业大气对实验钢的腐蚀，在德国产电化学工作站ZAHNER-IM6e上进行阻抗谱测定。电化学阻抗谱测试参数分别为：频率为10-2～105 Hz， 施加扰动电位5 mV（交流激励信号）。选用相关软件拟合EIS 图（电化学阻抗谱图），可以得到相关的电化学参量——Rp（金属基体和渗入锈层内的电解质溶液构成的双电层离子传递电阻）和Rt（锈层和附着在锈层表面的电介质溶液所构成的双电层的离子传递电阻）。
4 实验结果和分析
图
2为
马斯洛
3种实验钢裸样在质量分数为
0.052%的NaHSO3溶
液内的电化学交流阻抗谱。由图可见，3种实验钢裸样阻抗谱的奈奎斯特图都是由高频段压缩的容抗弧、低频段平面电极的有限层2部分构成。这说明，电化学反应过程同时受到电极过程控制和平面电极的有限层扩散控制。在实验过程中，使用了质量分数为0.052%的NaHSO3溶液模拟工业大气对实验钢的腐———————————————————————————蚀情况，并且腐蚀液呈弱酸性。因此，其在此溶液内的电化学反应为：阳极的铁离子与阴极的氢氧根离子结合，先生成腐蚀产物氢氧化亚铁并沉淀。由于溶液中存在氧，将氢氧化亚铁进一步氧化为氢氧化铁，氢氧化铁呈薄膜状，并疏松地包裹在实验钢的表面，具有一定的保护作用，所以，在奈奎斯特图中出现了平面电极的有限层扩
散弧（指滞流层的厚度为有限值）。将奈奎斯特图高频段的压缩容抗弧延长，使之与阻抗实轴相交，延长线与实轴交点的坐标值即为溶液电阻+极化电阻（Rs+Rp）的数值。因为它们处于相同的腐蚀液中，溶液电阻Rs是相同的，所以，由此可以看出，极化电阻Rp的大小为：C2钢＞09CuPCrNi＞C1钢。借贷记账法
（a）奈奎斯特图
（b）波特图
图2 裸样在溶液内的阻抗谱
实验钢裸样在腐蚀液中电化学腐蚀情况的模拟等效电路如
鲁人曹沫图3所示。其中，Rs为溶液电阻；CPE1表示钢表面和溶液构
成的双电层，是常相位角元件；Rp为极化电阻（金属的腐蚀程
度和腐蚀状况的电荷传递电阻）；Ws是平面电极的有限层扩散
所引起的阻抗。采用该电路拟合的电化学参数拟合实验钢裸样
模拟工业大气腐蚀的交流阻抗谱，拟合曲线如图4所示。从图
4中可以看出，拟合的电化学参数所绘制的奈奎斯特图与实测
图形之间的偏差很小。这说明，该电路模型较好地描述了实验
钢裸样在该腐蚀液中的电化学行为。
图3裸样在质量分数为0.052%的NaHSO3 图4实验钢裸样在质量分数为0.052%的NaHSO3
溶液内的阻抗谱拟合等效电路溶液内的电极反应过程等效电路拟合曲线
图5是3种实验钢模拟腐蚀5周期后带锈样品的交流阻抗
半夏种植谱。模拟工业大气腐蚀5周期后，钢的表面逐渐被一层比较完
整的锈层所覆盖，锈层在一定程度上阻止了离子通过，因为锈
层疏松，所以，工作电极（试样）和溶液之间出现了2个双电
细细的蓝线层，即基体金属和渗入到基体表面的电解液构成的；锈层外表
面和电解液构成的。双电层电容与腐蚀产物在金属表面的积累
有关，也与电极表面的多孔性和粗糙度密切相关。与裸样相似，＊［基金项目］辽宁广播电视大学/辽宁装备制造职业技术学院校本课题（编号：2014XB02-32）
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