第十四届全国表面工程大会

357 / 2022-10-04 11:19:58

表面电位对低合金钢应力腐蚀裂纹扩展的作用机制

外加电位，低合金钢，应力腐蚀，裂纹扩展，力学-电化学效应

施加防腐涂层和外加阴极电位是预防金属腐蚀的常用手段，其作用机制主要是通过改变金属表面电化学腐蚀动力学和热力学。当点蚀和裂纹形成后，在应力作用下点蚀坑底部或裂纹尖端的腐蚀动力学不同于金属表面，导致基于金属表面腐蚀电化学的防腐措施并不适用于应力腐蚀裂纹扩展，但目前鲜有与此相关的研究。本研究聚焦于低合金钢裂纹尖端力学-电化学效应，通过解析金属表面腐蚀电位对裂纹扩展的影响机制，深化对抑制裂纹扩展机理的认识。研究结果表明低合金钢的应力腐蚀裂纹扩展行为受裂纹尖端力学-电化学效应控制，其中力学-电化学效应受裂纹尖端局部特征影响。金属表面电位通过影响裂纹尖端力学-电化学效应来改变裂纹扩展行为，当外加电位从-1.2V（相对于饱和甘汞电极）升高到-0.4V时，裂纹扩展速率先降低再升高最后降低，该变化规律与外加电位对裂纹尖端析氢电化学反应的作用相关。