发现其遵守幂函数规律:ΔW=A?tn。
其中ΔW为腐蚀失重(mg/cm2),t为腐蚀时间(h),A为环境和材料相关的常数,n为腐蚀变化趋势。
n>1表明锈层对基体没有保护作用,n<1表明锈层对基体起保护作用,且n值越小,耐蚀效果越好。
在整个腐蚀过程中Q345qNH钢的n值均小于1,说明其耐蚀性较好;144h前Q345qD卷板钢的n值=1.5041>1,说明此时锈层的保护性较差,腐蚀较快;144h后n值小于1,腐蚀有减缓趋势,耐蚀性能有所提高。
n值的变化,与腐蚀动力学曲线的趋势相同。
2.2、锈层形貌的分析
2.2.1、宏观形貌分析可以看出,两种钢在模拟除冰盐+NaHSO3的混合介质中干湿交替腐蚀不同时间后,其宏观腐蚀形貌相似。
在腐蚀初期(24h),Q345qNH钢的表面覆盖着棕褐色的锈层,还分布着凝结的盐粒,Q345qD卷板钢表面交叉分布着黑色和橙黄色锈层,两种钢都有未被腐蚀的区域;在腐蚀后期(288h),Q345qNH钢的锈层以橙黄色为主,局部为易剥落的红褐色产物,而在Q345qD卷板钢表面分布大量黄褐色锈层,局部出现锈层团簇。
2.2.2、微观形貌分析给出了两种钢腐蚀不同时间后的微观腐蚀形貌。腐蚀24h后Q345qNH钢表面分布着大量颗粒状腐蚀产物,没有分层,少量的孔洞不能阻止腐蚀的发展。
放大后发现球状颗粒呈致密团聚分布;腐蚀288h后腐蚀产物明显分层,局部的薄片状外锈层已经脱落,露出的内锈层颗粒状产物进一步球化。球状颗粒(为α-FeOOH)被细针包裹成棉球状,是稳定内锈层的主要成分,能保护钢的基体。
24h后Q345qD卷板钢的腐蚀产物较少,呈易剥落粉粒状分布,局部放大后可见粉粒状产物明显团聚,没有明显分层;腐蚀288h后出现大量厚针片状腐蚀产物,局部出现易剥落的花瓣状产物,并出现较大的裂纹。
从B点放大图可见花瓣状产物之间发生龟裂,裂纹横纵交错,但是致密度增加,耐蚀性有所改善。腐蚀产物的微观形态给出了锈层容易脱落和不耐腐蚀的原因,其结果与腐蚀动力学曲线一致。
2.2.3、截面形貌分析给出了两种钢腐蚀480h后的截面形貌。腐蚀480h后Q345qNH钢的锈层分为两层,外层比较致密,内层紧密附着在基体上,较外层的颗粒粗大,局部有孔隙,为腐蚀性离子如Cl-和SO2-提供腐蚀通道;Q345qD卷板钢的腐蚀产物没有明显分层,与基体的附着性较差,腐蚀产物之间分布着较大的孔洞和夹杂,致密性较差使耐蚀性较差。腐蚀产物的致密性影响其耐蚀性,表面附着的致密性良好的产物使腐蚀受到阻碍,在一定程度上有“以锈止锈”的效果。
给出了两种钢的锈层厚度随腐蚀时间的变化趋势。
可以看出,随着腐蚀时间的延长锈层的厚度增加。在腐蚀初期(24h)Q345qNH钢的锈层厚度稍大于Q345qD卷板钢,随着腐蚀的进行Q345qNH钢的锈层厚度逐渐比Q345qD卷板钢的小。厚度越大说明β-FeOOH越多,锈层耐蚀性越差,这一趋势与上述结论一致。
桥梁钢卷板 Q345qD 3 1250 C 16.43 吨 安阳 安钢
桥梁钢卷板 Q345qD 1.8 1250 C 16.21 吨 安阳 安钢
桥梁钢卷板 Q345qD 1.7 1250 C 16.51 吨 安阳 安钢
桥梁钢卷板 Q345qD 13.5 1600 C 29.95 吨 安阳 安钢
桥梁钢卷板 Q345qD 5.5 1600 C 11.31 吨 安阳 安钢
桥梁钢卷板 Q345qD 5.5 1600 C 11.31 吨 安阳 安钢
桥梁钢卷板 Q345qD 7.9 1500 C 90 吨 安阳 安钢
桥梁钢卷板 Q345qD 8 1800 C 50 吨 安阳 安钢