盐雾环境中40CrNiMo钢初期腐蚀行为及电化学性能演化规律

摘要

目的研究40CrNiMo钢在模拟海洋环境中的锈层及电化学性能初期演化规律。方法采用中性盐雾试验模拟海洋大气环境,通过光学显微镜、EDS、XRD等手段表征40CrNiMo钢内、外锈层微观结构及成分的变化。通过动电位极化、交流阻抗谱及微区电化学技术研究电化学性能的演化规律。结果40CrNiMo钢在盐雾环境中由点蚀逐渐发展为均匀腐蚀,最大腐蚀坑深度的演化规律为d=87.787t^(0.325),腐蚀动力学规律为ΔW=6.091t^(0.738)。盐雾4 d后锈层出现分层,7 d后内锈层显著增厚。黄色疏松外锈层主要成分为γ-FeOOH;黑色致密内锈层主要成分为α-FeOOH和Fe_(3)O_(4),并且在与基体接触界面出现Cr元素富集。极化曲线与EIS测量结果具有较好的相关性,表明40CrNiMo钢的腐蚀速率先增大后减小再增大;而SKP测量结果显示,盐雾环境中试样表面迅速形成阴、阳极区,盐雾7 d后试样表面Volta电位由225 mV持续增大至884 mV,盐雾11 d后降低至609 mV。结论盐雾1 d后锈层疏松多孔,为反应的发生提供了湿润的环境,加快腐蚀速率。锈层随盐雾时间的延长逐渐增厚致密,氧还原反应被抑制,对基体的保护作用愈发凸显;盐雾7 d后,锈层中γ-FeOOH还原反应的活性逐渐增强,阴极同时发生氧还原与腐蚀产物还原2个平行的阴极反应,反应速率增快后趋于稳定。