近日，海洋所黄彦良团队在对不同海洋腐蚀区带下的高强度钢的腐蚀行为研究方面取得新进展，研究发现高强度钢在海洋干-湿循环和浸没环境下的腐蚀行为存在明显差异，并提出高强度钢在海洋干-湿循环和浸没环境下的差异化腐蚀机制。
随着全球范围内对海洋资源的进一步开发和利用，高强度钢在海洋工程领域的应用越来越广泛。然而，由高盐、高湿的海洋腐蚀环境而引起的腐蚀、氢渗透和应力腐蚀开裂等严重威胁着高强度钢的安全服役。因此，高强度钢在海洋环境中的安全应用一直以来备受关注。
黄彦良研究团队长期从事环境腐蚀评估工作，对高强度钢在海洋环境下的腐蚀、氢渗透行为和机理具有深入的研究。海洋腐蚀环境主要划分为5个腐蚀区带，包括海洋大气区、浪花飞溅区、潮差区、全浸区和海底海泥区，之前的研究已经表明不同区带的腐蚀环境差异往往会导致钢铁材料在腐蚀行为方面的差异，宏观上不同区带的腐蚀规律已经得到广泛的研究，但是关于高强度钢在不同区带下的腐蚀产物的分析及其对腐蚀的发展有待于进一步地研究。
基于实海腐蚀实验以及室内物质组成分析和电化学测试，团队对不同腐蚀区带下高强度钢的腐蚀产物的组成和结构以及电化学腐蚀行为进行了深入研究。研究表明包括大气区、浪溅区和潮差区在内的干-湿循环环境下的腐蚀产物存在特征锈相α-FeOOH，而全浸区的腐蚀产物的特征锈相为GR(SO42–)和FeS。同时采用的氮气吸附法对腐蚀产物的孔隙特征的表征表明，干-湿循环环境下腐蚀产物的平均孔径小于全浸区环境下腐蚀产物的孔径。结合锈层的孔隙特征和物相组成，表明了干-湿循环条件下锈层对水溶性腐蚀产物向外扩散的抑制作用可能是导致干-湿循环条件下高强度钢电化学腐蚀速率较高和发生点腐蚀的原因。
不同海洋腐蚀区带下形成的腐蚀产物的氮气吸脱附曲线和孔径分布 (a)大气区，(b)浪溅区，(c)潮差区，(d)全浸区
海洋干-湿循环和浸没条件下高强度钢的差异化腐蚀机制
上述研究得到了国家自然科学基金项目资助，第一作者是许勇，通讯作者为黄彦良研究员。
论文信息：
Y. Xu, Y.L. Huang*, F.F. Cai, D.Z. Lu*, X.T. Wang. Study on corrosion behavior and mechanism of AISI 4135 steel in marine environments based on field exposure experiment. Science of The Total Environment. (2022), 154864. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.154864