碳钢和高强钢在南海大气环境中的初期腐蚀行为研究

doi:10.11902/1005.4537.2023.031

碳钢和高强钢在南海大气环境中的初期腐蚀行为研究

王靖羽¹, 周学杰^,¹^,², 王洪伦³, 吴军¹^,², 陈昊¹^,², 郑鹏华¹^,²

1.武汉材料保护研究所有限公司武汉 430030

2.武汉大气淡水环境材料腐蚀国家野外观测科学研究站武汉 430030

3.航天发射场可靠性技术重点实验室海口 571126

Initial Corrosion Behavior of Carbon Steel and High Strength Steel in South China Sea Atmosphere

WANG Jingyu¹, ZHOU Xuejie^,¹^,², WANG Honglun³, WU Jun¹^,², CHEN Hao¹^,², ZHENG Penghua¹^,²

1.Wuhan Research Institute of Materials Protection, Wuhan 430030, China

2.Wuhan Materials Corrosion National Obserbation and Research Station, Wuhan 430030, China

3.Key Laboratory of Space Launching Site Reliability Technology, Haikou 571126, China

通讯作者: 周学杰，E-mail：zhouxj11@163.com，研究方向为腐蚀与防护

收稿日期: 2023-02-13 修回日期: 2023-03-20

基金资助:

科技基础资源调查专项. 2021FY100600

Corresponding authors: ZHOU Xuejie, E-mail:zhouxj11@163.com

Received: 2023-02-13 Revised: 2023-03-20

Fund supported:

Science & Technology Fundamental Resources Investigation Program. 2021FY100600

作者简介 About authors

王靖羽，男，1997年生，硕士生

摘要

通过在海南文昌地区大气腐蚀试验站进行的南海大气环境户外腐蚀试验，对比分析碳钢和3种高强钢腐蚀性能的优劣，为开发耐南海大气腐蚀用钢提供数据支撑和理论依据。分别选用Q235B、Q350EWR1、Q355和Q345NQR2等4种钢材作为研究对象，在南海大气环境中进行为期0.5和1 a的户外曝露腐蚀试验，通过试样宏观形貌观察、腐蚀失重分析和电化学分析等手段研究其腐蚀行为机制。4种试样表面均发生严重的均匀腐蚀，综合各项分析结果，4种钢材在南海海洋大气环境中的耐蚀性能排序为：Q355 > Q345NQR2 > Q235B >Q350EWR1。

关键词： 南海 ; 海洋大气环境 ; 大气腐蚀试验 ; 高强钢 ; 电化学测试

Abstract

The corrosion performance of carbon steel and three kinds of high-strength steels is comparatively assessed via outdoor exposure in marine atmosphere of the South China Sea in a test site at Wenchang area of Hainan Province, which provides data support and theoretical basis for the development of steels resistant to atmospheric corrosion in the South China Sea. Four kinds of steel, Q235B, Q350EWR1, Q355 and Q345NQR2, were selected as the testing materials. Outdoor corrosion tests were carried out for half a year and one year respectively, and the tested steels was characterized by means of mass loss measurement, metallographic observation and electrochemical analysis. Serious uniform corrosion occurred on the surface of the four steels. Based on the analysis results, the corrosion resistance of the four kinds of steels in the marine atmosphere of the South China Sea is ranked as the following sequence: Q355 > Q345NQR2 > Q235B > Q350EWR1.

Keywords： South China Sea ; marine atmospheric environment ; atmospheric corrosion test ; high strength steel ; electrochemical test

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本文引用格式

王靖羽, 周学杰, 王洪伦, 吴军, 陈昊, 郑鹏华. 碳钢和高强钢在南海大气环境中的初期腐蚀行为研究. 中国腐蚀与防护学报[J], 2024, 44(1): 237-245 DOI:10.11902/1005.4537.2023.031

WANG Jingyu, ZHOU Xuejie, WANG Honglun, WU Jun, CHEN Hao, ZHENG Penghua. Initial Corrosion Behavior of Carbon Steel and High Strength Steel in South China Sea Atmosphere. Journal of Chinese Society for Corrosion and Protection[J], 2024, 44(1): 237-245 DOI:10.11902/1005.4537.2023.031

位于赤道附近的地区大多是成熟典型的热带海洋大气环境，具有常年高温度、高湿度的特点，以及具备高盐分的气候环境和强烈辐照的太阳光。近些年，一些学者对几个典型南美国家和具有相似气候特点的地区^[1~3]进行了材料大气环境腐蚀行为试验，而中亚南亚地区的腐蚀数据较少，尤其是我国的南海地区。海洋性气候环境是我国南海地区的典型气候特征，极值特点在许多气候现象与气象数据中广泛存在。随着可燃冰等南海能源资源的逐步开发和南海战略地位在国防方面的重要性日益显著，高强钢等众多耐海洋环境腐蚀的材料未来将在南海被大量使用，这些钢材的服役寿命与所处地区大气环境的腐蚀等级密切相关，因此亟需对该地区大气环境的腐蚀性进行评估。研究对比普通碳钢和多种典型高强钢在南海海洋大气环境下的环境腐蚀试验，为评估钢材服役寿命进行快速判断以及设备选材和工程设计方面提供数据支撑。开展普通碳钢和多种高强钢在南海大气环境中的腐蚀研究，对南海地区环境中高强钢材料的使用寿命和安全性评估具有重要参考价值，对于海洋材料科学研究和南沙地区各岛礁的国防建设都具有重要意义。

碳钢在日常生活中被广泛应用，是最常见的工程材料，然而有限的性能特点导致其在使用过程中腐蚀严重，造成巨大的经济损失。一些欧美国家开展研究的耐候钢是在普通碳钢的基础上加入适量的合金元素如Cu、P、Cr、Ni镍等，这些微量的合金元素在腐蚀产物中富集促进生成致密的保护性钝化膜，从而使钢材具备优良的耐腐蚀能力^[4,5]。由于耐候钢成分和应用条件不同，其耐蚀性可比普通碳钢提高2~8倍^[6]。科研人员对普通碳钢和耐候钢在多种大气环境下的腐蚀行为进行了大量研究^[7~10]，随着近些年钢铁行业的发展，我国自主研发的如Q355，Q500qE等耐候钢已在国内广泛地区的多种环境下得到了普遍应用^[11]。在高温高湿高盐分的南海海洋大气环境下，Cl^-作为腐蚀的主要因素对腐蚀结果产生较大影响^[12]，由于相关腐蚀数据的采集和分析并不完善，耐海洋大气腐蚀的新型高强钢的研发与应用被严重制约^[13]。因此本文对比研究了Q235B、Q350EWR1、Q355和Q345NQR2等4种钢材在南海大气环境下的腐蚀行为差异，为开发耐南海海洋大气腐蚀用钢提供数据支撑和理论依据。

1 实验方法

选取了热带海洋大气气候的海南文昌地区进行户外大气曝露腐蚀试验。海南文昌海域属热带季风气候和内陆沿海地带，具有热带和亚热带共同的气候特点，全年高温高湿。海南文昌地区的气候环境数据为年平均温度24.1℃，年降雨量1975 mm，平均氯离子沉降速率54 mg·m^-2·d^-1，相对湿度86%。

根据GB/T 14165-2008进行大气曝晒试验，实验时间为0.5和1 a，平行样3件，其中2件用于测量腐蚀速率，1件用于腐蚀形貌观察、腐蚀产物分析和电化学测试。试验用材包括Q235B、Q350EWR1、Q355和Q345NQR2等4种钢材，其主要成分见表1。试样规格尺寸为Q235B 100 mm × 50 mm × 5 mm，Q350EWR1 100 mm × 50 mm × 2 mm，Q355和Q345NQR2 100 mm × 50 mm ×7.5 mm，试验前进行编号、清洗、干燥，使用ME104E型精度为0.0001 g分析天平称量并记录原始数据，放在干燥器中备用。

表1 4种钢材主要成分 (mass fraction / %)

Table 1 Main components of four kinds of steels

Steel	C	Si	Mn	P	S	Cu	Cr	Ni	Fe
Q235B	0.164	0.204	0.267	0.020	0.028	0.010	0.014	0.009	Bal.
Q350EWR1	≤0.07	0.27	≤0.50	0.013	0.002	0.351	3.497	0.188	Bal.
Q355	0.089	0.386	0.889	0.074	0.005	0.279	0.474	0.147	Bal.
Q345NQR2	0.173	0.400	1.603	0.015	0.008	0.0048	0.014	0.023	Bal.

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试验后依据GB/T 16545-2015方法，对试样表面的腐蚀产物进行清除。碳钢和耐候钢除锈液的成分为：500 mL盐酸+500 mL去离子水+3.5 g六次甲基四胺。试样除锈后用去离子水清洗，无水乙醇脱水，随后用吹风机冷风吹干，再放入烘箱烘干。

称量除锈后试样的质量，根据以下公式计算腐蚀失重速率：

R = \frac{(W_{0} - W_{t}) \times 10^{4}}{S ρ t}

(1)

其中，R为腐蚀失重速率，μm/a；W₀和W_t为试样腐蚀前后质量，g；S为试样暴露面积，cm²；ρ为试样的密度，g/cm³；t为试样在大气中暴晒时间，分别为0.5和1 a。

对试验后和除锈后试样，采用数码相机进行试样表面的宏观形貌拍照，采用超景深VHX-2000数码显微镜记录试样表面微观形貌特征。采用PAR 2273电化学工作站对试验后的碳钢进行电化学测试。三电极体系，辅助电极为石墨电极，参比电极为饱和甘汞电极(SCE)，工作电极为带锈的钢材试样，工作电极的工作面尺寸为10 mm × 10 mm，其余面用环氧树脂封装。极化曲线测试扫描速率为0.5 mV/s，扫描范围为-0.25~0.5 V(相对于E_c)。电化学阻抗谱(EIS)频率为10⁵~10^-2 Hz，幅值10 mV。实验温度为25℃，实验溶液为3.5%(质量分数)NaCl溶液。电化学测试前，体系稳定30 min。利用Rigaku D/MAX-RB型X射线衍射仪(XRD)对表面腐蚀产物进行组分分析，相关测试参数为：扫描范围10°~90°，扫描速率4°/min。

2 结果与讨论

2.1 腐蚀形貌

4种钢材在南海大气环境中暴晒0.5和1 a后原始宏观腐蚀形貌和每块试样截取的微距形貌如图1所示，除锈后的宏观腐蚀形貌如图2所示，除锈前和除锈后的微观腐蚀形貌如图3所示。

图1

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图1 4种钢材在南海大气环境中暴晒0.5和1 a后的原始宏观腐蚀形貌

Fig.1 Original macroscopic corrosion morphologies of Q235B (a, e), Q350EWR1 (b, f), Q355 (c, g) and Q345NQR2 (d, h) steels exposed to atmospheric environment of the South China Sea for 0.5 a (a-d) and 1 a (e-h)

图2

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图2 4种钢材在南海大气环境中暴晒0.5和1 a后除锈后的宏观腐蚀形貌

Fig.2 Macro corrosion morphologies of Q235B (a, e), Q350EWR1 (b, f), Q355 (c, g) and Q345NQR2 (d, h) steels exposed to atmospheric environment of the South China Sea for 0.5 a (a-d) and 1 a (e-h) after removing rust

图3

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图3 4种钢材0.5和1a后除锈前和除锈后的微观腐蚀形貌

Fig.3 Corrosion morphologies of Q235B (a1-a4), Q350EWR1 (b1-b4), Q355 (c1-c4) and Q345NQR2 (d1-d4) steels exposed to atmospheric environment of the South China Sea for 0.5 a (a1-d1, a2-d2) and 1 a (a3-d3, a4-d4) before (a1-d1, a3-d3)and after (a2-d2, a4-d4) removing rust

通过与室外大气腐蚀试验前的宏观形貌对比可知，4种钢材在南海大气环境中暴露0.5 a后，试样表面形成棕褐色锈层，棕褐色锈层上覆盖有大量腐蚀产物。其中，Q350EWR1钢表面为红棕色腐蚀产物，Q235B、Q355和Q345NQR2钢表面为红褐色腐蚀产物。4种钢材表面均发生严重腐蚀，腐蚀产物覆盖率接近100%，1 a后腐蚀产物颜色与0.5 a后腐蚀产物颜色无较大差异，说明4种钢材的初期腐蚀产物的锈层产生过程缓慢，短期内无明显差异。除锈后形貌可观察到4种钢材表面均粗糙不平有大量细小腐蚀坑，Q350EWR1钢腐蚀坑尺寸更大且分布不均匀，Q235B、Q355和Q345NQR2钢表面发生均匀腐蚀，腐蚀坑分布小而密，说明Q350EWR1钢在4种钢材中耐腐蚀性最差。1 a后的腐蚀坑密度和尺寸与0.5 a后的腐蚀坑密度和尺寸无明显差异，说明4种钢材的初期腐蚀产物的锈层产生过程缓慢，短期内无明显差异。

通过对4种钢材表面微观的三维形貌对比分析可知，除锈前4种钢材表面均覆盖有腐蚀产物，形成腐蚀产物的地方产生突起，Q355和Q345NQR2钢的尺寸更大，但Q235B和Q350EWR1的数量更多。除锈后Q235B和Q350EWR1钢相比Q355和Q345NQR2钢，腐蚀坑尺寸更大、深度更深、凹凸对比更明显，而后两种高强钢的腐蚀坑尺寸小、密度高，分布更均匀。1 a后4种钢材腐蚀坑大小尺寸和腐蚀坑深度均高于0.5 a后，且腐蚀坑密度更高。这说明Q355和Q345NQR2钢的耐腐蚀性高于Q235B和Q350EWR1钢，4种钢材1 a的腐蚀严重程度明显高于0.5 a，所得结论与宏观形貌的结果基本一致。

2.2 腐蚀速率

4种钢材在南海大气环境中暴晒0.5和1 a后的平均腐蚀速率如图4所示。可知，Q350EWR1钢在室外暴露0.5和1 a后的平均腐蚀速率均最大，分别达到88和99 μm/a，这表明Q350EWR1钢在南海海洋大气环境中耐腐蚀性能最差，其表面腐蚀产物保护膜受Cl^-侵蚀迅速失效，没有明显的保护作用。其余3种钢材的腐蚀速率Q235B > Q345NQR2 > Q355，其中，Q355钢在室外暴露0.5和1 a的腐蚀速率分别为82和69.6 μm/a，耐蚀性最好。4种钢材暴露0.5 a后的腐蚀速率差异较小，1 a后Q355和Q345NQR2钢腐蚀速率降低且明显低于Q235B和Q350EWR1钢，说明相比于普通碳钢，Q355和Q345NQR2钢表面形成的腐蚀产物膜起到了一定的保护作用，具有良好的耐候钢的腐蚀特性，而Q235B和Q350EWR1钢表面的锈层对基体不存在保护作用反而加速了钢材的腐蚀。在1 a内的初期腐蚀行为中，Q350EWR1钢的腐蚀速率甚至高于Q235B钢，根据两种钢材的成分分析，虽然Q350EWR1钢含有较高含量的Cr，但钢材在0.5~1 a内的初期腐蚀基本发生在基材表面，致密的腐蚀产物保护膜尚未完全形成，海洋大气中大量的Cl^-作为腐蚀的主要影响因子更加容易与Fe结合，加速了基材的腐蚀。且Q350EWR1钢中Cu含量也较高，本应作为耐候钢中公认的腐蚀抑制元素，却在初期腐蚀行为中加速了钢材的腐蚀速率，说明短期内耐候钢的防腐特性并不能完全展现。随着时间的推移，Cr等元素参与形成的致密腐蚀产物保护膜会起到进一步保护基体的作用，而初期腐蚀行为中这种现象并不明显。

图4

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图4 4种钢材在南海大气环境中暴晒0.5和1 a后的平均腐蚀速率对比

Fig.4 Comparison of mean corrosion rates of carbon steel and three high-strength steels after 0.5 and 1 a corrosion

2.3 XRD

4种试样表面发生的电化学腐蚀机理如下：

阴极反应：

O_{2} + 2 H_{2} O + 4 e^{-} \to 4 O H^{-}

(2)

阳极反应：

F e \to F e^{2 +} (a q) + 2 e^{-}

(3)

形成的腐蚀产物：

2 F e^{2 +} (a q) + 3 H_{2} O + 1 / 2 O_{2} \to 2 F e O O H + 4 H^{+}

(4)

从上述反应式中可以了解到碳钢和高强钢在溶解氧的极限扩散控制下阴极发生的电极反应，阳极反应同时进行，阳极在电荷转移控制形成的电流下发生电化学活性溶解。在初期腐蚀形成一定厚度的腐蚀产物层之后，锈层中含有还原性腐蚀产物γ-FeOOH，随着腐蚀的不断进行，阴极反应主要是腐蚀产物层的还原，形成稳定性较高的Fe₃O₄，导致腐蚀电流密度下降，腐蚀速率减慢。

图5为4种钢材在南海海洋大气环境中腐蚀试验后腐蚀产物的XRD分析。可以看出，Q235B和Q350EWR1钢的腐蚀产物主要有3种，分别是Fe₃O₄、α-FeOOH和γ-FeOOH，Fe₃O₄和γ-FeOOH主要分布在锈层内层，外层主要为α-FeOOH和γ-FeOOH。γ-FeOOH具有一定的电化学活性，使得表面锈层不稳定容易遭受腐蚀。Q355和Q345NQR2钢的腐蚀产物主要是α-FeOOH和γ-FeOOH。通过半定量分析可知，腐蚀产物中γ-FeOOH占比最高，腐蚀生成的γ-FeOOH和α-FeOOH可转化成Fe₃O₄，锈层中α-FeOOH含量的提高一定程度上提高了锈层的保护性。

图5

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图5 4种钢材在南海海洋大气环境中腐蚀试验后腐蚀产物的XRD谱

Fig.5 XRD pattern of corrosion products of four kinds of steel after corrosion test in marine atmosphere of the South China Sea

2.4 电化学分析

电化学测试常被用于研究锈层对碳钢、耐候钢等钢材以及其他金属材料腐蚀行为的影响^[14~16]。为进一步考察4种钢材在海洋大气环境中的耐腐蚀性能，对室外腐蚀试验0.5和1 a的4种钢材进行了极化曲线和EIS测试。

图6是4种钢材在南海海洋大气环境中腐蚀试验0.5和1 a的极化曲线图。从极化曲线结果分析，0.5 a试验后4种钢材腐蚀电流密度差距不大，说明较短的腐蚀周期过后腐蚀速率比较接近，Q355和Q345NQR2钢未在短时间内形成稳定的锈层膜；1 a试验过后普通碳钢Q235B和Q350EWR1钢的腐蚀电位更低，腐蚀程度比其余两种高强钢更严重，Q355和Q345NQR2钢的腐蚀电流密度比其余两种小，说明这两种高强钢在大气腐蚀初期形成的钝化保护膜减缓了腐蚀速率，增强了钢材的耐蚀性；通过对比0.5和1 a的实验结果，Q355和Q345NQR2钢经历了腐蚀速率逐渐减小的过程，腐蚀初期未形成腐蚀产物保护膜，随着时间推移逐渐形成腐蚀产物保护膜保护基体，具备了高强钢的特性，Q235B具备普通碳钢的特性，Q350EWR1钢属Cr-Ni-Cu耐候钢，但在1 a内没有表现出耐候性能。

图6

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图6 4种钢材在南海海洋大气环境中腐蚀试验0.5和1 a的极化曲线

Fig.6 Polarization curves of four kinds of steel after 0.5 a (a) and 1 a (b) corrosion in the marine atmosphere of the South China Sea

图7是4种钢材在南海海洋大气环境中腐蚀试验0.5和1 a的EIS。可知，4种钢材的Nyquist图由中高频的容抗弧和低频斜线段组成。容抗弧反映了金属界面电化学反应的阻力与界面双电层电容信息，圆弧的大小与电荷转移电阻等同，而低频斜线段与界面附近反应离子的传输扩散过程相关。由此得出Q235B和Q350EWR1两种钢本身耐蚀性偏弱，界面电化学反应阻力小，加之锈层的阻挡作用，溶液中电解质离子或氧气传输不能满足快速电化学反应的需要，导致扩散阻抗的出现，并成为腐蚀速率控制步骤。碳钢和高强钢腐蚀严重，表面生成了大量的腐蚀产物，腐蚀产物的堆积转化使得局部区域锈层与基体的结合变得紧密，一定程度上提高了锈层的保护性能^[17]。0.5 a后，4种钢材无明显容抗弧；1 a后，Q355和Q345NQR2两种钢形成容抗弧。这说明Q355和Q345NQR2钢锈层膜更稳定，耐蚀性能更强，这与极化曲线分析结果一致。

图7

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图7 4种钢材在南海海洋大气环境中腐蚀试验0.5和1 a的EIS谱

Fig.7 Nyquist (a1, a2), impedance module (b1, b2) and phase angle (c1, c2) plots of four kinds of steels after 0.5 a (a1-c1) and 1 a (a2-c2) corrosion in the marine atmosphere of the South China Sea

利用Zsimpwin软件对EIS进行拟合，4种钢材的拟合结果和等效电路图如表2和图8所示。其中R_s、R_t和R_ct分别为溶液电阻、锈层电阻和电荷转移电阻，CPE_r和CPE_dl分别为锈层的电容、溶液与钢材构成的双电层电容。通常可以简单地采用低频下如0.01 Hz的阻抗模值∣Z∣相对的比较样品的耐蚀性，∣Z∣越大，表明样品耐蚀性越好^[18]。由图7b1、b2、c1、c2可看出，钢材∣Z∣_0.01值Q355 > Q345NQR2 > Q235B >Q350EWR1，这与腐蚀失重试验的腐蚀速率和电化学拟合结果一致。经过较长试验周期的腐蚀，4种钢材的阻抗模值∣Z∣均增大，说明腐蚀产物形成的锈层均在表面对基体形成了一定保护；但随着两种普通碳钢局部锈层的脱落和耐候钢锈层膜的破坏导致反应阻力的减小，阻抗模值∣Z∣有所波动。4种钢材随着腐蚀时间的延长，锈层电阻R_t减小，说明表面腐蚀产物钝化膜遭到破坏，耐腐蚀能力逐渐下降；电荷转移电阻R_ct也在逐渐减小，说明4种钢材表面发生电化学反应的阻力减小，电荷穿过钢材和电解质溶液的界面的转移过程变得容易，表明腐蚀产物钝化膜的稳定性下降。对比4种钢材的R_t和R_ct看出，Q355和Q345NQR2钢的锈层电阻和电荷转移电阻显著高于Q235B和Q350EWR1，说明Q355和Q345NQR2钢耐蚀性比Q235B和Q350EWR1钢更好，这与腐蚀速率的结果一致。

表2 4种钢材腐蚀试验0.5和1 a后的电化学拟合结果

Table 2 Electrochemical fitting results of four kinds of steels after 0.5 and 1 a corrosion

Steel	Time / a	E_corr / mV	I_corr / μA·cm^-2	R_s / Ω·cm²	CPE_r / F	R_t / Ω·cm²	CPE_dl / F	R_ct / Ω·cm²
Q235B	0.5	-489.195	0.884	5.69	0.00531	11.83	0.04776	583.3
Q350EWR1	0.5	-430.571	1.125	5.98	0.00604	8.85	0.03894	445.1
Q355	0.5	-411.487	0.961	6.33	0.00024	81.57	0.00279	1883.2
Q345NQR2	0.5	-424.114	0.029	6.06	0.00086	68.37	0.00466	1416.4
Q235B	1	-353.367	1.482	5.79	0.00182	24.45	0.02745	465.9
Q350EWR1	1	-333.529	1.645	5.88	0.00136	20.04	0.03306	428.6
Q355	1	-378.683	1.222	6.01	0.00021	87.66	0.00118	1765.2
Q345NQR2	1	-336.445	0.571	6.14	0.00090	56.58	0.00153	860.5

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图8

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图8 4种钢材在南海海洋大气环境中腐蚀试验后EIS谱的等效电路图

Fig.8 Equivalent circuit diagram of EIS of four kinds of steels after corrosion in marine atmosphere of the South China Sea

3 结论

(1) 南海海洋大气环境腐蚀试验结果表明，4种钢材表面均发生均匀腐蚀，表面粗糙有大量细小腐蚀坑，4种钢材腐蚀1 a后表面腐蚀坑尺寸和密度均高于0.5 a，1 a腐蚀严重程度明显高于0.5 a；4种钢材暴露0.5 a后的腐蚀速率无较大差异，1 a后Q355和Q345NQR2钢的腐蚀速率明显低于Q235B和Q350EWR1钢，说明相比于普通碳钢，Q355和Q345NQR2钢具有良好的耐候钢的腐蚀特性。

(2) XRD结果表明，Q235B和Q350EWR1腐蚀产物包括Fe₃O₄、α-FeOOH和γ-FeOOH，Q355和Q345NQR2腐蚀产物中Fe₃O₄含量极少，以FeOOH为主；腐蚀生成的γ-FeOOH和α-FeOOH可转化成Fe₃O₄。

(3) 电化学测试结果表明，Q355和Q345NQR2钢经历了腐蚀速率逐渐减小的过程，腐蚀初期未形成腐蚀产物保护膜，随着时间推移逐渐形成腐蚀产物保护膜保护基体，具备了高强钢的特性，Q235B钢具备普通碳钢的特性，Q350EWR1钢属于Cr-Ni-Cu耐候钢，但在1 a内没有表现出耐候性能。

(4) 综合腐蚀形貌、腐蚀速率、电化学分析结果，普通碳钢和3种高强钢在南海海洋大气环境中的耐蚀性能排序为：Q355 > Q345NQR2 > Q235B > Q350EWR1。

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Atmospheric corrosion of low carbon steel exposed in a coastal tropical zone of Manabi, Ecuador, was determined. Specimens were exposed at six outdoor exposure sites located at different distances from the sea. The atmosphere is classified as coastal. Wind speed threshold for an increase in chloride deposition rate was determined. The behavior of chloride deposition rate versus distance from the sea is anomalous due to the presence of an estuary. Corrosion by weight loss was evaluated up to 1 year of exposure. Only a slight difference in atmospheric corrosion rate is noticed between wet and dry periods. Chloride deposition interaction with RH-temperature complex and with wind speed shows significant statistical influence on atmospheric corrosion of low carbon steel. Corrosivity category of the atmosphere high (C4) is the most predominant classification level in the zone. Prediction indicates corrosivity category high (C4) will remain up to 20 years of exposure. Different morphologies of corrosion products were identified by SEM. Lepidocrocite, goethite, magnetite, and akaganeite are the main crystalline phases determined by XRD. Protective ability index previously proposed for rust layers is not useful to apply in coastal sites.

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