1 前言

关于伴随大气腐蚀而发生的钢材氢脆行为，已有大量研究报道，但其详细机理尚未完全明确。造成在实际环境中难以准确掌握氢脆及氢渗透行为的原因主要有两点：一是氢在室温下具有高度迁移性，使得其行为复杂多变；二是环境条件随时间复杂变化，增加了研究的难度。本研究致力于通过试验阐明钢材的氢脆机制，为材料防护提供理论依据。

另一方面，在大气腐蚀环境下，钢材表面会形成锈层。然而，锈层对氢渗透的影响尚不明确，有研究指出锈层可抑制氢渗透，也有研究认为其反而会促进氢渗透。目前，几乎未见针对实际大气腐蚀等环境中长期氢渗透行为及其受锈层影响的系统性研究报告。

因此，本研究利用氢渗透试验法进行氢监测，研究了大气腐蚀环境下锈层对钢材中氢渗透的影响。

2 验方法

试验样品是抗拉强度约1500MPa级的SCM435薄钢板。在大气腐蚀环境中对薄钢板的氢渗透面进行渗透试验。为评估锈层的影响，比较了夏季开始大气暴露试验的试样与随后冬季开始试验的试样的氢渗透行为。

3 验结果与分析

图1展示了大气腐蚀环境下钢材氢渗透电流密度随时间的变化情况。对于夏季开始暴露试验的试样，在试验初期以及秋季台风临近期间，氢渗透明显增强。这可能是由于钢材表面在腐蚀初期较为活跃，且台风临近时降雨量大、大气盐分多，促进了腐蚀反应，从而加剧了氢的渗透。此后，从冬季到春季，氢渗透电流密度维持在相对较低的水平。这可能是因为该时期温度和湿度较低，不利于腐蚀发生；同时，钢材表面已形成锈层，对腐蚀起到了一定的抑制作用。

对于冬季开始试验的试样，在腐蚀初期即观察到氢渗透电流密度显著增加，其数值高于此前夏季开始试验的试样。并且在此后的随时间变化过程中，冬季开始试验的试样始终表现出较高的氢渗透电流密度。

综上所述，在本次大气腐蚀环境中，从夏季至冬季形成的锈层对氢侵入具有明显的抑制作用。