金属学报

作者：李谦, 刘凯, 赵天亮

单位：上海大学 材料科学与工程学院 省部共建高品质特殊钢冶金与制备国家重点实验室 上海 200444

关键词：弹性拉应力,碳钢,物相成分,结构,保护机制,

基金：国家重点研发计划项目(2017YFB0702100);上海市青年科技英才扬帆计划项目(20YF1412900)

结合中性盐雾实验和四点弯曲法研究Q235碳钢在弹性拉应力作用下的预腐蚀成锈行为，采用SEM、XRD和电化学阻抗谱等手段研究了锈层的成分、结构以及电化学特性。结果表明，弹性拉应力通过加速阳极溶解促进锈层中γ-FeOOH物相的生成，且由于γ-FeOOH是在液相中生成，而γ-FeOOH向α-FeOOH和Fe3O4/γ-Fe2O3转化是在固-液界面进行，γ-FeOOH的生成速率比其转化速率快，导致锈层中γ-FeOOH的质量分数随应力水平提高而增加，α-FeOOH和Fe3O4/γ-Fe2O3的质量分数相应减少。随着应力由0增大至0.95σs (σs为屈服强度)，Fe3O4/γ-Fe2O3的质量分数由53%减小至约46%，α-FeOOH的质量分数由约30%减小至约23%，γ-FeOOH的质量分数由不到17%增大至约31%，这种物相成分变化导致锈层的致密性降低，厚度增加。此外，弹性拉应力通过加速阳极溶解促进了锈层的生长，进一步增加了锈层的厚度。锈层的厚度增加提高了离子在锈层中电迁移的阻力，锈层的致密性降低减弱了锈层内侧微环境的闭塞性，2者的共同作用使得锈层的保护性随应力水平的提高呈增强趋势。

来源：2023年第6期

《金属学报》期刊编辑部

查看金属学报杂志2023年第6期