基于多尺度电化学方法的高合金钢与碳钢腐蚀行为对比

摘要

[目的]通过宏观和微区电化学方法，研究高合金工具钢和碳钢的耐腐蚀性能和耐蚀机理。[方法]使用扫描开尔文探针技术（SKP）、扫描振动电极技术（SVET）和动电位极化曲线法，研究了上述两种材料在1%NaCl溶液中的腐蚀行为，结合中性盐雾（NSS）试验验证，并辅以扫描电子显微镜（SEM）、能量色散X射线谱（EDS）与X射线衍射（XRD）表征。[结果]对于高合金钢，24 h浸泡后极化曲线拟合的腐蚀电流密度、1 h浸泡后的SVET电流密度和NSS试验4 d的腐蚀质量损失分别为12.26μA/cm²、（3.1±1.7）μA/cm²和149.09 g/m²，碳钢则分别为20.21μA/cm²、（-17.1±4.1）μA/cm²和180.85 g/m²，表明高合金钢的腐蚀速率低于碳钢。微区电化学方法、极化曲线法和盐雾失重法在评价金属耐腐蚀性能上具有良好的一致性，可以相互辅助进行耐蚀机理的研究。但与极化曲线测试、中性盐雾试样等宏观方法不同，微区电化学方法的优势在于其较高的空间分辨率，能够获取同一试样不同区域或不同试样在相同时间节点下的瞬时响应。[结论]相较于碳钢，高合金工具钢中合金元素的添加使得腐蚀产物中α-FeOOH的比例增加，β-FeOOH的比例下降，因此高合金工具钢的耐蚀性有所增强。

关键词

高合金工具钢 / 扫描开尔文探针 / 扫描振动电极技术 / 极化曲线 / 耐蚀性