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金属学报  2010, Vol. 46 Issue (3): 358-365    DOI: 10.3724/SP.J.1037.2009.00648
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含SO2大气中20碳钢腐蚀产物的演变
林翠1;2); 赵晴1;2); 刘月娥1); 梁健能1)
1)  南昌航空大学“轻合金加工科学与技术”国防重点学科实验室; 南昌 330063
2)  南昌航空大学材料科学与工程学院; 南昌 330063
EVOLUTION OF CORROSION PRODUCTS OF 20 CARBON STEEL IN ATMOSPHERE CONTAINING SO2
LIN Cui1;2); ZHAO Qing1;2); LIU Yue'e1); LIANG Jianneng1)
1)  National Defence Key Discipline Laboratory of Light Alloy Processing Science and Technology; Nanchang Hangkong University; Nanchang 330063
2)  School of Material Science and Technology; Nanchang Hangkong University; Nanchang 330063
引用本文:

林翠 赵晴 刘月娥 梁健能. 含SO2大气中20碳钢腐蚀产物的演变[J]. 金属学报, 2010, 46(3): 358-365.
, . EVOLUTION OF CORROSION PRODUCTS OF 20 CARBON STEEL IN ATMOSPHERE CONTAINING SO2[J]. Acta Metall Sin, 2010, 46(3): 358-365.

全文: PDF(1637 KB)  
摘要: 

采用模拟大气腐蚀系统, 利用OM, SEM, XRD和局部交流阻抗测试(LEIS)等研究了20碳钢在高湿度SO2大气环境中腐蚀产物的形态变化和生长过程. 结果表明, 20碳钢表面首先生成Fe(OH)2膜, Fe(OH)2膜在酸性介质中发生破裂形成头部为绿色的丝状物, 丝状物沿晶界腐蚀并向铁素体内生长; 空气中SO2, O2和H2O不断进入破裂的Fe(OH)2膜内, 导致Fe不断溶解并形成FeSO4巢穴, FeSO4与O2和H2O作用在巢穴内生成FeOOH堆积物, 最后形成胞状腐蚀产物. 随腐蚀时间的延长, 胞状腐蚀产物增多, 锈层阻抗增加, 腐蚀产物层厚度不均匀; 继续腐蚀, 腐蚀产物变得均匀致密. SO2含量越高, 胞状物增加越快.

关键词 20碳钢SO2大气腐蚀生长规律    
Abstract

The evolution of corrosion products of 20 carbon steel in simulated humidity atmosphere containing SO2 was investigated by means of OM, SEM, XRD and localized electrochemical impedance spectrum (LEIS). Results showed ferrous hydroxide film firstly formed on the sample surface; the film ruptured in the acidic medium, and then filaments with green heads occurred. The filaments grew along the grain boundaries and into ferrite grain. Ferrite phase was dissolved when SO2, O2 and H2O continuously penetrated into the ruptured ferrous hydroxide film and sulphate nests formed. Inside the nests FeSO4 reacted with O2 and H2O to form FeOOH, finally the cellular corrosion products formed. The cellular corrosion products and its impedance increased, and the rust layer became even and compact with further corrosion. Cellular products grew faster with the increasing SO2 concentration.

Key words20 carbon steel    SO2    atmospheric corrosion    growth characteristics
收稿日期: 2009-09-25     
基金资助:

国家自然科学基金项目50601012和江西省高等学校重点实验室研究项目GJJ08520资助

作者简介: 林翠, 女, 1976年生, 教授, 博士

[1] Cao C N. Natural Environmental Corrosion of Material in China. Beijing: Chemical Industry Press, 2005: 70
(曹楚南主编. 中国材料的自然环境腐蚀. 北京: 化学工业出版社, 2005: 70)

[2] Walter G W. Corros Sci, 1991; 32: 1331
[3] Mansfeld F, Tsai S. Corros Sci, 1980; 20: 853
[4] Cox A, Lyon L B. Corros Sci, 1994; 36: 1193
[5] Gradel T E, Frankenthal R P. J Electrochem Soc, 1990; 137: 2385
[6] Neufeld A K, Cole L S. Corrosion, 1997; 53: 788
[7] Hou W, Liang C. Corrosion, 1999; 55: 65
[8] Qu Q, YanCW, Cao C N. Corros Sci Prot Technol, 2001; 13(suppl): 432
(屈庆, 严川伟, 曹楚南. 腐蚀科学与防护技术, 2001; 13(增刊): 432)

[9] Chen H L, Wei Y. Corros Prot, 2006; 6: 284
(陈惠玲, 魏雨. 腐蚀与防护, 2006; 6: 284)

[10] Almeida E, Morcillo M, Rosales B, Marrocos M. Mater Corros, 2000; 51: 859
[11] Wang Z Y, Yu G C, Han W. J Iron Steel Res, 2003; 15: 47
(王振尧, 于国才, 韩薇. 钢铁研究学报, 2003; 15: 47)

[12] Han W, Wang J, Wang Z Y, Yu G C, Li H X. Corros Sci Prot Technol, 2003; 15: 315
(韩 薇, 汪俊, 王振尧, 于国才, 李洪锡. 腐蚀科学与防护技术, 2003; 15: 315)

[13] Yamashita M, Konishi H, Kozakura T, Mizuki J, Uchida H. Corros Sci, 2005; 47: 2492
[14] Persson D, Leygraf L. J Electrochem Soc, 1995; 142: 1459
[15] Kleber C, Weissenrieder J, Schreiner M, Leygraf C. Appl Surf Sci, 2002; 193: 245
[16] Weissenrieder J, Kleber C, Schreiner M, Leygraf C. J Electrochem Soc, 2004; 151: B497
[17] Johnson J B, Elliott P, Winterbottom M A, Wood G C. Corros Sci, 1977; 17: 691
[18] Arroyave C, Lopez F A, Morcillo M. Corros Sci, 1995; 37: 1751
[19] Misawa T, Hashimoto K, Shimodaira S. Corros Sci, 1994; 30: 283
[20] Refait P, Abdelmoula M, Genin J M R. Corros Sci, 1998; 40: 1547
[21] Cai J P, Zheng Y P, Liu S R. J Chin Soc Corros Prot, 1996; 16: 303
(蔡健平, 郑逸苹, 刘寿荣. 中国腐蚀与防护学报, 1996; 16: 303)

[22] Weissenrieder J, Leygraf C. J Electrochem Soc, 2004; 151: B165
[23] Han W, Yu G, Wang Z Y, Wang J. Corros Sci, 2007; 49: 2920
[24] Masuda H. Corrosion, 2001; 57: 99
[25] Ma Y T, Li Y, Wang F H. Mater Chem Phys, 2008; 112: 844

[1] 李小涵, 曹公望, 郭明晓, 彭云超, 马凯军, 王振尧. 低碳钢Q235、管线钢L415和压力容器钢16MnNi在湛江高湿高辐照海洋工业大气环境下的初期腐蚀行为[J]. 金属学报, 2023, 59(7): 884-892.
[2] 宋嘉良, 江紫雪, 易盼, 陈俊航, 李曌亮, 骆鸿, 董超芳, 肖葵. 高铁转向架用钢G390NH在模拟海洋和工业大气环境下的腐蚀行为及产物演化规律[J]. 金属学报, 2023, 59(11): 1487-1498.
[3] 黄松鹏, 彭灿, 曹公望, 王振尧. BTA保护的白铜在模拟工业大气环境中的腐蚀行为[J]. 金属学报, 2021, 57(3): 317-326.
[4] 刘雨薇, 赵洪涛, 王振尧. 碳钢和耐候钢在南沙海洋大气环境中的初期腐蚀行为[J]. 金属学报, 2020, 56(9): 1247-1254.
[5] 宋学鑫, 黄松鹏, 汪川, 王振尧. 碳钢在红沿河海洋工业大气环境中的初期腐蚀行为[J]. 金属学报, 2020, 56(10): 1355-1365.
[6] 王力,董超芳,张达威,孙晓光,Thee Chowwanonthapunya,满成,肖葵,李晓刚. 合金元素对铝合金在泰国曼谷地区初期腐蚀行为的影响[J]. 金属学报, 2020, 56(1): 119-128.
[7] 马宏驰, 杜翠薇, 刘智勇, 李永, 李晓刚. E690高强低合金钢焊接热影响区典型组织在含SO2海洋环境中的应力腐蚀行为对比研究[J]. 金属学报, 2019, 55(4): 469-479.
[8] 陈星晨, 王杰, 陈德任, 钟舜聪, 王向峰. Na对于Al早期大气腐蚀的影响[J]. 金属学报, 2019, 55(4): 529-536.
[9] 郭明晓, 潘晨, 王振尧, 韩薇. 碳钢在模拟海洋工业大气环境中初期腐蚀行为研究[J]. 金属学报, 2018, 54(1): 65-75.
[10] 韩军科,严红,黄耀,周鲁军,杨善武. 耐候钢表面氧化皮的结构特征及其对大气腐蚀行为的影响[J]. 金属学报, 2017, 53(2): 163-174.
[11] 陈文娟, 郝龙, 董俊华, 柯伟, 文怀梁. 模拟工业-海岸大气中pH值对Q235B钢腐蚀行为的影响*[J]. 金属学报, 2015, 51(2): 191-200.
[12] 陈文娟, 郝龙, 董俊华, 柯伟, 文怀梁. 模拟工业-海岸大气中SO2对Q235B钢腐蚀行为的影响*[J]. 金属学报, 2014, 50(7): 802-810.
[13] 王先飞, 熊守美. 使用SO2/Air/N2气氛作为纯Mg及 AZ91D合金的熔炼保护*[J]. 金属学报, 2014, 50(1): 32-40.
[14] 王彬彬, 王振尧, 曹公望, 刘艳洁, 柯伟. 2024铝合金在中国西部盐湖大气环境中的局部腐蚀行为*[J]. 金属学报, 2014, 50(1): 49-56.
[15] 傅欣欣, 董俊华, 韩恩厚, 柯伟. 低碳钢Q235在模拟酸雨大气腐蚀条件下的电化学阻抗谱监测*[J]. 金属学报, 2014, 50(1): 57-63.