热镀锌Q235钢在模拟海洋大气环境中的腐蚀行为研究

摘要

[目的]研究热镀锌Q235钢在模拟海洋大气环境中的腐蚀行为与失效机理，为输变电铁塔等户外钢结构的长效防护与寿命预测提供理论依据。[方法]对热浸镀锌Q235钢进行0～960 h中性盐雾（NSS）试验。利用扫描电镜（SEM）、能谱仪（EDS）、X射线衍射（XRD）分析腐蚀前后表面及截面微观形貌、元素分布和腐蚀产物物相组成。在5%Na Cl溶液中通过极化曲线与电化学阻抗谱（EIS）测试研究镀锌钢在腐蚀过程中的电化学行为。[结果]镀锌钢的腐蚀产物主要为Zn₅（OH）₈Cl₂·H₂O，并含有少量ZnO和Zn（OH）₂。腐蚀初期（0～24 h）锌层发生活化溶解，腐蚀速率较高；24～240 h期间，随着致密Zn₅（OH）₈Cl₂·H₂O层的形成，腐蚀速率逐渐降低；480 h后产物层逐渐疏松、呈蜂窝状多孔结构，腐蚀速率回升；960 h时镀锌层基本耗尽，基体开始腐蚀，腐蚀速率急剧上升。[结论]热镀锌Q235钢在模拟海洋大气环境中的腐蚀过程可分为4个阶段：初期快速腐蚀；中期防护层致密化抑制腐蚀；后期防护层疏松化导致腐蚀加速；末期锌层耗尽后基体主导的快速腐蚀。Zn₅（OH）₈Cl₂·H₂O层的致密性对延缓腐蚀具有关键作用，但在氯离子长期侵蚀下会逐渐疏松，最终导致防护体系失效。

关键词

热镀锌钢 / 模拟海洋大气 / 电化学行为 / 腐蚀机理

基金资助

中国航空工业集团航空科学基金（201936025001,20153663010）