D0L:10.13374.issn1001-053x.2013.06.009 第35卷第6期 北京科技大学学报 Vol.35 No.6 2013年6月 Journal of University of Science and Technology Beijing Jun.2013 霉菌对超高强钢腐蚀行为的影响 李慧艳)，董超芳1,2)☒，邹士文1)，肖葵12)，李晓刚12)，钟平3) 1)北京科技大学腐蚀与防护中心，北京1000832)腐蚀与防护教育部重点实验室，北京100083 3)北京航空材料研究院，北京100095 区通信作者，E-mai：让cfdong@ustb.edu.cm 摘要采用扫描Kelvin探针测试技术，研究了30oM钢、Aermet100钢与超高强不锈钢在黄曲霉、黑曲霉、球毛壳 霉、绳状青霉和杂色曲霉组成的混合霉菌菌种作用下的腐蚀行为.通过扫描电镜结合能谱分析对霉菌在三种超高强钢上 的生长进行了观察和分析.300M钢试样上霉菌呈现分散式堆积生长，数量逐渐增加：Aermet100钢试样上霉菌呈现分 散式单个生长方式，数量逐渐增加：超高强不锈钢上霉菌呈现放射式网状生长方式，数量急剧增加，在钢表面形成一层 生物膜.霉菌实验后，三种超高强钢表面都发生一定的腐蚀.300M钢腐蚀最严重，蚀坑宽而浅：Aermet100钢次之，蚀 坑窄而深：超高强不锈钢的耐蚀性最好.扫描Kelvin探针测试结果表明，霉菌一定程度上能促进300M钢和Aermet100 钢的腐蚀，而对超高强度不锈钢的腐蚀行为有一定抑制作用. 关键词高强钢：马氏体钢；不锈钢：钢腐蚀：微生物：耐蚀性 分类号TG172.3 Effect of mold on corrosion behavior of ultra high strength steels LI Hui-yan),DONG Chao-fang,ZOU Shi-wen),XIAO Kui2),LI Xiao-gang 1),ZHONG Ping3 1)Corrosion and Protection Center,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083.China 2)MOE Key Laboratory of Corrosion and Protection,Beijing 100083,China 3)Beijing Institute of Aeronautical Materials,Beijing 100095,China Corresponding author,E-mail:cfdong@ustb.edu.cn ABSTRACT The corrosion behavior of 300M steel,Aermet100 steel,and ultra high strength stainless steel was investigated in the mold environment,including Aspergillus flavus,Aspergillus niger,Chaetomium globosum,Penicillium funiculosum,and Aspergillus versicolor,by scanning Kelvin probe (SKP)measurements.The growth of the mold was observed by scanning electron microscopy (SEM)and was analyzed by energy dispersive X-ray spectroscopy(EDS).The mold presents individual and cumulate growth on the specimen surface of 300M steel and the amount increases gradually, it grow individually and dispersively on the specimen surface of Aermet100 steel and the amount increases gradually,but it shows radial and netty growth on the specimen surface of ultra high strength stainless steel and the amount increases greatly,which results in a microbial film.Some corrosion appears on the surface of all the three steel specimens after mold test.300M steel presents the severest corrosion with wide and shallow pits,Aermet100 steel is the next with narrow and deep pits,and corrosion resistance for ultra high strength stainless steel is the best.SKP measurements show that the mold can facilitate the corrosion process for 300M steel and Aermet100 steel but inhibit it for ultra high strength stainless steel in some degree. KEY WORDS high strength steel;martensitic steel;stainless steel;steel corrosion;microorganisms;corrosion resis- tance 收稿日期：2012-03-10 基金项目：因家自然科学基金资助项目(51171023)：中央高校基本科研业务费专项(FRF-TP-11-006B)
第 35 卷 第 6 期 北 京 科 技 大 学 学 报 Vol. 35 No. 6 2013 年 6 月 Journal of University of Science and Technology Beijing Jun. 2013 霉菌对超高强钢腐蚀行为的影响 李慧艳1)，董超芳1,2) ，邹士文1)，肖 葵1,2)，李晓刚1,2)，钟 平3) 1) 北京科技大学腐蚀与防护中心，北京 100083 2) 腐蚀与防护教育部重点实验室，北京 100083 3) 北京航空材料研究院，北京 100095 通信作者，E-mail: cfdong@ustb.edu.cn 摘 要 采用扫描 Kelvin 探针测试技术，研究了 300M 钢、Aermet100 钢与超高强不锈钢在黄曲霉、黑曲霉、球毛壳 霉、绳状青霉和杂色曲霉组成的混合霉菌菌种作用下的腐蚀行为. 通过扫描电镜结合能谱分析对霉菌在三种超高强钢上 的生长进行了观察和分析. 300M 钢试样上霉菌呈现分散式堆积生长，数量逐渐增加；Aermet100 钢试样上霉菌呈现分 散式单个生长方式，数量逐渐增加；超高强不锈钢上霉菌呈现放射式网状生长方式，数量急剧增加，在钢表面形成一层 生物膜. 霉菌实验后，三种超高强钢表面都发生一定的腐蚀. 300M 钢腐蚀最严重，蚀坑宽而浅；Aermet100 钢次之，蚀 坑窄而深；超高强不锈钢的耐蚀性最好. 扫描 Kelvin 探针测试结果表明，霉菌一定程度上能促进 300M 钢和 Aermet100 钢的腐蚀，而对超高强度不锈钢的腐蚀行为有一定抑制作用. 关键词 高强钢；马氏体钢；不锈钢；钢腐蚀；微生物；耐蚀性 分类号 TG172.3 Effect of mold on corrosion behavior of ultra high strength steels LI Hui-yan 1), DONG Chao-fang 1,2) , ZOU Shi-wen 1), XIAO Kui 1,2), LI Xiao-gang 1,2), ZHONG Ping 3) 1) Corrosion and Protection Center, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China 2) MOE Key Laboratory of Corrosion and Protection, Beijing 100083, China 3) Beijing Institute of Aeronautical Materials, Beijing 100095, China Corresponding author, E-mail: cfdong@ustb.edu.cn ABSTRACT The corrosion behavior of 300M steel, Aermet100 steel, and ultra high strength stainless steel was investigated in the mold environment, including Aspergillus flavus, Aspergillus niger, Chaetomium globosum, Penicillium funiculosum, and Aspergillus versicolor, by scanning Kelvin probe (SKP) measurements. The growth of the mold was observed by scanning electron microscopy (SEM) and was analyzed by energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS). The mold presents individual and cumulate growth on the specimen surface of 300M steel and the amount increases gradually, it grow individually and dispersively on the specimen surface of Aermet100 steel and the amount increases gradually, but it shows radial and netty growth on the specimen surface of ultra high strength stainless steel and the amount increases greatly, which results in a microbial film. Some corrosion appears on the surface of all the three steel specimens after mold test. 300M steel presents the severest corrosion with wide and shallow pits, Aermet100 steel is the next with narrow and deep pits, and corrosion resistance for ultra high strength stainless steel is the best. SKP measurements show that the mold can facilitate the corrosion process for 300M steel and Aermet100 steel but inhibit it for ultra high strength stainless steel in some degree. KEY WORDS high strength steel; martensitic steel; stainless steel; steel corrosion; microorganisms; corrosion resistance 收稿日期：2012–03–10 基金项目：国家自然科学基金资助项目 (51171023)；中央高校基本科研业务费专项 (FRF-TP-11-006B) DOI:10.13374/j.issn1001-053x.2013.06.009
·754 北京科技大学学报 第35卷 超高强钢由于其具有高强度、高硬度、高断裂 蚀.梁子原等[1对不锈钢在霉菌环境中进行腐蚀 韧性和延展性等优点，作为承力构件被广泛应用于 实验，发现不锈钢表面局部出现点蚀 汽车、航空、海洋、石油化工等领域-).研究者们 霉菌对超高强钢腐蚀影响的研究鲜见报道.因 对超高强钢在大气环境中的腐蚀行为已经开展了大 此，本文通过采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分 量研究，主要集中于应力、C一等因素对超高强钢 析(EDS)和扫描Kelvin探针测试技术(SKP)对 腐蚀行为的影响【-.已有研究表明，大气环境和 300M钢、Aermet.100钢和超高强不锈钢三种材料在 海洋环境中霉菌亦是影响腐蚀的重要因素之一，如 霉菌环境中的腐蚀行为及其影响规律进行了研究， 飞机的主机翼缸、热交换器都遭受霉菌的腐蚀⑨. 以期为超高强钢在大气环境中的服役寿命评估提供 近年来，关于微生物在腐蚀过程中作用的研 一定的数据基础与参考. 究主要集中在微生物的降解与清洁作用等[10-13， 1 而霉菌对材料腐蚀行为影响的研究较少.Dotsenko 实验方法 等3研究了微生物对航天器中碳沉积的清洁作 实验材料选用三种超高强度马氏体钢，分别是 用，发现黑曲霉和青霉对碳沉积的清洁作用显著， 300M钢、Aermet100钢与超高强不锈钢(UHSSS), 且不破坏金属表面.Juzelitinas等[14-1)研究了黑 其化学成分见表1.试样规格为10mm×20mm.试 曲霉对Z如和A1腐蚀的影响，结果显示黑曲霉对 样经丙酮乙醇超声波清洗，用砂纸从400#逐级打 Z如的腐蚀有促进作用，对A1的腐蚀有抑制作用. 磨至2000#，去离子水超声波清洗，置于无菌生物 李松梅等[16]研究发现枝孢霉菌能加剧A3钢的腐 安全柜中保存备用 表1试样的化学成分（质量分数） Table 1 Chemical composition of studied specimens ÷ 试样 C Mn Si P Ni Cr Mo Ti Co W 300M 0.40 0.64 1.66 0.0013 0.009 1.90 0.71 0.37 0.008 Aermet100 0.24 0.01 <0.01 <0.0005 0.002 11.07 3.00 1.19 0.009 13.47 UHSSS 0.19 5.03 9.04 1.04 0.240 14.27 1.04 实验用菌选用黄曲霉、黑曲霉、球毛壳霉、绳 分析.采用PARM370扫描电化学工作站进行扫描 状青霉、杂色曲霉组成的混合菌种，由中国科学院 Kelvin探针测试.采用面扫描步长扫描模式，实验过 微生物研究所提供.霉菌悬浮液最终浓度每升含有 程中保持探针与试样表面的距离为(93士1)m,探 100×(1士20%)万个孢子，置于冰箱中待用.对照 针振动振幅为30m,信号频率为80Hz,实验温度 条为滤纸条，营养液成分为KH2PO40.7gL-1, 25℃，相对湿度50%. K2HPO4 0.3 g.L-1,MgSO4 0.5 g-L-1,NaNO3 2.0 gL-1,KC10.5gL-1,FeS040.01gL-1,C12H22011 2结果与讨论 30gL-1,并在制备当天使用. 2.1宏观分析 在生物安全柜中，将霉菌悬浮液、空白营养液 图1为对照条和试样不同周期霉菌实验后的宏 分别置于玻璃喷雾瓶中，喷雾接种在不同试样以及 观形貌谱图.与空白样对比，有霉菌附着的试样腐 对照条上，然后将试样和对照条放在型号为MJX- 蚀严重.由图可见，随实验时间延长，对照条上霉 128的霉菌培养箱中分别培养.霉菌培养箱中温度 菌数量逐渐增多，霉菌的覆盖面积逐渐扩大.7d时 为30℃，相对湿度为95%.培养周期为7、14、28 霉菌的生长比较均匀密集，14d时对照条上出现绒 和84d.各个实验周期结束后分别进行宏观和微观 状霉菌生长，28d时霉菌有少量聚集生长，绒状生 形貌观察、能谱分析和扫描Kelvin探针测试，试样 长更加明显，84d时出现很多面积较大的霉菌菌落 表面去除腐蚀产物后进行扫描电子显微镜观察，将 比较300M钢、Aermet100钢及超高强不锈钢 试样侧面用砂纸逐级打磨至2000#，抛光，用扫描 不同周期霉菌实验后的宏观形貌照片可以发现：经 电子显微分析蚀坑深度. 过7d培养，超高强不锈钢试样表面出现较小的腐 采用FEI Quanta250型环境扫描电镜观察试 蚀点，有明显的大量白色霉菌菌落附着在试样表面. 样表面腐蚀形貌和霉菌的生长情况，并利用Ame Aermet.100钢试样表面有较轻微腐蚀，其周围可见 tek Apollo-l0型EDX能谱仪对选定区域进行成分 白色菌落.300M钢试样表面出现严重腐蚀，表面呈
· 754 · 北 京 科 技 大 学 学 报 第 35 卷 超高强钢由于其具有高强度、高硬度、高断裂 韧性和延展性等优点，作为承力构件被广泛应用于 汽车、航空、海洋、石油化工等领域 [1−3] . 研究者们 对超高强钢在大气环境中的腐蚀行为已经开展了大 量研究，主要集中于应力、Cl− 等因素对超高强钢 腐蚀行为的影响 [4−8] . 已有研究表明，大气环境和 海洋环境中霉菌亦是影响腐蚀的重要因素之一，如 飞机的主机翼缸、热交换器都遭受霉菌的腐蚀 [9] . 近年来，关于微生物在腐蚀过程中作用的研 究主要集中在微生物的降解与清洁作用等 [10−13]， 而霉菌对材料腐蚀行为影响的研究较少. Dotsenko 等 [13] 研究了微生物对航天器中碳沉积的清洁作 用，发现黑曲霉和青霉对碳沉积的清洁作用显著， 且不破坏金属表面. Juzeli¯unas 等 [14−15] 研究了黑 曲霉对 Zn 和 Al 腐蚀的影响，结果显示黑曲霉对 Zn 的腐蚀有促进作用，对 Al 的腐蚀有抑制作用. 李松梅等 [16] 研究发现枝孢霉菌能加剧 A3 钢的腐 蚀. 梁子原等 [17] 对不锈钢在霉菌环境中进行腐蚀 实验，发现不锈钢表面局部出现点蚀. 霉菌对超高强钢腐蚀影响的研究鲜见报道. 因 此，本文通过采用扫描电子显微镜 (SEM)、能谱分 析 (EDS) 和扫描 Kelvin 探针测试技术 (SKP) 对 300M 钢、Aermet100 钢和超高强不锈钢三种材料在 霉菌环境中的腐蚀行为及其影响规律进行了研究， 以期为超高强钢在大气环境中的服役寿命评估提供 一定的数据基础与参考. 1 实验方法 实验材料选用三种超高强度马氏体钢，分别是 300M 钢、Aermet100 钢与超高强不锈钢 (UHSSS)， 其化学成分见表 1. 试样规格为 10 mm×20 mm. 试 样经丙酮乙醇超声波清洗，用砂纸从 400# 逐级打 磨至 2000#，去离子水超声波清洗，置于无菌生物 安全柜中保存备用. 表 1 试样的化学成分 (质量分数) Table 1 Chemical composition of studied specimens % 试样 C Mn Si S P Ni Cr Mo V Ti Co W 300M 0.40 0.64 1.66 0.0013 0.009 1.90 0.71 0.37 0.008 — — — Aermet100 0.24 0.01 <0.01 <0.0005 0.002 11.07 3.00 1.19 — 0.009 13.47 — UHSSS 0.19 — — — — 5.03 9.04 1.04 0.240 — 14.27 1.04 实验用菌选用黄曲霉、黑曲霉、球毛壳霉、绳 状青霉、杂色曲霉组成的混合菌种，由中国科学院 微生物研究所提供. 霉菌悬浮液最终浓度每升含有 100×(1±20%) 万个孢子，置于冰箱中待用. 对照 条为滤纸条，营养液成分为 KH2PO4 0.7 g·L −1， K2HPO4 0.3 g·L −1，MgSO4 0.5 g·L −1，NaNO3 2.0 g·L −1，KCl 0.5 g·L −1，FeSO4 0.01 g·L −1，C12H22O11 30 g·L −1，并在制备当天使用. 在生物安全柜中，将霉菌悬浮液、空白营养液 分别置于玻璃喷雾瓶中，喷雾接种在不同试样以及 对照条上，然后将试样和对照条放在型号为 MJX- 128 的霉菌培养箱中分别培养. 霉菌培养箱中温度 为 30 ℃，相对湿度为 95%. 培养周期为 7、14、28 和 84 d. 各个实验周期结束后分别进行宏观和微观 形貌观察、能谱分析和扫描 Kelvin 探针测试，试样 表面去除腐蚀产物后进行扫描电子显微镜观察，将 试样侧面用砂纸逐级打磨至 2000#，抛光，用扫描 电子显微分析蚀坑深度. 采用 FEI Quanta250 型环境扫描电镜观察试 样表面腐蚀形貌和霉菌的生长情况，并利用 Ametek Apollo-10 型 EDX 能谱仪对选定区域进行成分 分析. 采用 PAR M370 扫描电化学工作站进行扫描 Kelvin 探针测试. 采用面扫描步长扫描模式，实验过 程中保持探针与试样表面的距离为 (93±1) µm，探 针振动振幅为 30 µm，信号频率为 80 Hz，实验温度 25 ℃，相对湿度 50%. 2 结果与讨论 2.1 宏观分析 图 1 为对照条和试样不同周期霉菌实验后的宏 观形貌谱图. 与空白样对比，有霉菌附着的试样腐 蚀严重. 由图可见，随实验时间延长，对照条上霉 菌数量逐渐增多，霉菌的覆盖面积逐渐扩大. 7 d 时 霉菌的生长比较均匀密集，14 d 时对照条上出现绒 状霉菌生长，28 d 时霉菌有少量聚集生长，绒状生 长更加明显，84 d 时出现很多面积较大的霉菌菌落. 比较 300M 钢、Aermet100 钢及超高强不锈钢 不同周期霉菌实验后的宏观形貌照片可以发现：经 过 7 d 培养，超高强不锈钢试样表面出现较小的腐 蚀点，有明显的大量白色霉菌菌落附着在试样表面. Aermet100 钢试样表面有较轻微腐蚀，其周围可见 白色菌落. 300M 钢试样表面出现严重腐蚀，表面呈
第6期 李慧艳等：霉菌对超高强钢腐蚀行为的影响 755· 红棕色.随着实验时间延长，三种试样表面腐蚀情 且试样表面有明显的大量霉菌菌落生长.三种试样 况都有不同程度的加剧.300M钢腐蚀最严重，84d 上霉菌的生长都没有相应周期对照条上的霉菌生长 后试样表面出现严重的全面腐蚀：Aermet100钢试 剧烈，这是由于三种超高强钢试样表面霉菌生长必 样表面腐蚀也较严重：超高强不锈钢耐蚀性最好， 需的有机物贫乏，对霉菌的生长都有一定的抑制作用. 对照条 Aermet100 UHSSS UHSSS 300 ermet100 UHSSS Aemet100 UHSSS 对照条 20011 Aermet100 UHSSS 图1三种钢试样及对照条霉菌实验后的宏观形貌.(a)7d:(b)14d;(c)28d;(d)84d:(e)84d,空白样 Fig.1 Macro-morphologies of the three steel specimens and reference after mold test:(a)7 d;(b)14 d;(c)28 d;(d)84 d;(e)84 d (blank sample) 2.2微生物腐蚀形貌分析 实验后的扫描电镜照片.可以看出：实验进行7d 图2为300M钢试样进行不同周期霉菌实验后 后，Aermet100钢试样表面分布轮胎状零散堆积的 的扫描电镜照片.可以看出：实验进行7d后300M 霉菌孢子：随着实验时间延长，霉菌孢子数量增多， 钢试样表面出现相连接的轮胎状霉菌孢子：14d后， 试样表面腐蚀产物也增多.与300M钢在实验过程 霉菌孢子数量增多，试样表面粗糙，破损严重，局 中产生大面积的疏松腐蚀产物堆积不同，在霉菌作 部凹凸不平，发生严重腐蚀，腐蚀产物大量堆积. 用下，Aermet1O0的腐蚀呈局部鼓泡式，表明表面腐 图3为Aermet.100钢试样进行不同周期霉菌 蚀产物与基体的附着力较小，与涂层失效模型相近[18】
第 6 期 李慧艳等：霉菌对超高强钢腐蚀行为的影响 755 ·· 红棕色. 随着实验时间延长，三种试样表面腐蚀情 况都有不同程度的加剧. 300M 钢腐蚀最严重，84 d 后试样表面出现严重的全面腐蚀；Aermet100 钢试 样表面腐蚀也较严重；超高强不锈钢耐蚀性最好， 且试样表面有明显的大量霉菌菌落生长. 三种试样 上霉菌的生长都没有相应周期对照条上的霉菌生长 剧烈，这是由于三种超高强钢试样表面霉菌生长必 需的有机物贫乏，对霉菌的生长都有一定的抑制作用. 图 1 三种钢试样及对照条霉菌实验后的宏观形貌. (a) 7 d; (b) 14 d; (c) 28 d; (d) 84 d; (e) 84 d，空白样 Fig.1 Macro-morphologies of the three steel specimens and reference after mold test: (a) 7 d; (b) 14 d; (c) 28 d; (d) 84 d; (e) 84 d (blank sample) 2.2 微生物腐蚀形貌分析 图 2 为 300M 钢试样进行不同周期霉菌实验后 的扫描电镜照片. 可以看出：实验进行 7 d 后 300M 钢试样表面出现相连接的轮胎状霉菌孢子；14 d 后， 霉菌孢子数量增多，试样表面粗糙，破损严重，局 部凹凸不平，发生严重腐蚀，腐蚀产物大量堆积. 图 3 为 Aermet100 钢试样进行不同周期霉菌 实验后的扫描电镜照片. 可以看出：实验进行 7 d 后，Aermet100 钢试样表面分布轮胎状零散堆积的 霉菌孢子；随着实验时间延长，霉菌孢子数量增多， 试样表面腐蚀产物也增多. 与 300M 钢在实验过程 中产生大面积的疏松腐蚀产物堆积不同，在霉菌作 用下，Aermet100 的腐蚀呈局部鼓泡式，表明表面腐 蚀产物与基体的附着力较小，与涂层失效模型相近 [18]
.756 北京科技大学学报 第35卷 (a) (b) 10m 200m 200m (c) (d) 2001m 200um 图2300M钢试样霉菌实验后的微观形貌.(a)7d:(b)14d:(c)28d:(d)84d Fig.2 Micro-morphologies of 300M steel specimens after mold test:(a)7 d:(b)14 d:(c)28 d:(d)84 d (a (b) 2 pm 50 pm 50m (c) d 50m 50m 图3 Aermet100钢试样霉菌实验后的微观形貌.(a)7d:(b)14d:(c)28d:(d)84d Fig.3 Micro-morphologies of Aermet100 steel specimens after mold test:(a)7 d;(b)14 d:(c)28 d;(d)84 d
· 756 · 北 京 科 技 大 学 学 报 第 35 卷 图 2 300M 钢试样霉菌实验后的微观形貌. (a) 7 d; (b) 14 d; (c) 28 d; (d) 84 d Fig.2 Micro-morphologies of 300M steel specimens after mold test: (a) 7 d; (b) 14 d; (c) 28 d; (d) 84 d 图 3 Aermet100 钢试样霉菌实验后的微观形貌. (a) 7 d; (b) 14 d; (c) 28 d; (d) 84 d Fig.3 Micro-morphologies of Aermet100 steel specimens after mold test: (a) 7 d; (b) 14 d; (c) 28 d; (d) 84 d
第6期 李慧艳等：霉菌对超高强钢腐蚀行为的影响 757· 由Aermet100钢试样的能谱分析（图4）可以看 主要成分可能为Fe的氧化物、霉菌代谢过程中产 出，试样表面鼓泡腐蚀区域Fe、C和O含量很高， 生的大量有机酸，还有部分其他有机物附着 2500L OKa 2000H 1500 Fe Ka 1000 500 Fe Lak Ka C K S RR I KD Fe Kb 0 6 20m 10 能量/keV 图4 Aermet100钢试样的能谱 Fig.4 EDS spectrum of an Aermet100 steel specimen 图5为超高强不锈钢试样进行不同周期霉菌实 代的分生孢子：28d后孢子长出大量交错连接的网 验后的扫描电镜照片.可以看出：实验7d后，试 状菌丝体覆盖在试样表面；84d后试样表面覆盖着 样表面霉菌孢子长出菌丝体；14d后可以看到下一 大量交错连接的菌丝体和大量的分生孢子. (a) (b) 30m 100m 100μm (d) 100m 图5超高强不锈钢霉菌实验后的微观形貌.(a)7d:(b)14d;(c)28d:(d)84d Fig.5 Micro-morphologies of ultra high strength stainless steel after mold test:(a)7 d;(b)14 d;(c)28 d:(d)84 d 超高强钢在霉菌环境中的腐蚀机制主要是电 阴极主反应： 化学腐蚀，其电极反应如下 阳极反应： 202+H++e一 0. (2) 在霉菌环境中，由于霉菌自身代谢过程中产生 2Fe2+e,Fe2+一Fe3++e，()） 大量有机和无机酸，可以促进阴极反应的进行，从
第 6 期 李慧艳等：霉菌对超高强钢腐蚀行为的影响 757 ·· 由 Aermet100 钢试样的能谱分析 (图 4) 可以看 出，试样表面鼓泡腐蚀区域 Fe、C 和 O 含量很高， 主要成分可能为 Fe 的氧化物、霉菌代谢过程中产 生的大量有机酸，还有部分其他有机物附着. 图 4 Aermet100 钢试样的能谱 Fig.4 EDS spectrum of an Aermet100 steel specimen 图 5 为超高强不锈钢试样进行不同周期霉菌实 验后的扫描电镜照片. 可以看出：实验 7 d 后，试 样表面霉菌孢子长出菌丝体；14 d 后可以看到下一 代的分生孢子；28 d 后孢子长出大量交错连接的网 状菌丝体覆盖在试样表面；84 d 后试样表面覆盖着 大量交错连接的菌丝体和大量的分生孢子. 图 5 超高强不锈钢霉菌实验后的微观形貌. (a) 7 d; (b) 14 d; (c) 28 d; (d) 84 d Fig.5 Micro-morphologies of ultra high strength stainless steel after mold test: (a) 7 d; (b) 14 d; (c) 28 d; (d) 84 d 超高强钢在霉菌环境中的腐蚀机制主要是电 化学腐蚀，其电极反应如下. 阳极反应： 1 2 Fe −→ 1 2 Fe2+ + e−, Fe2+ −→ Fe3+ + e−, (1) 阴极主反应： 1 2 O2 + H+ + e− −→ 1 2 H2O. (2) 在霉菌环境中，由于霉菌自身代谢过程中产生 大量有机和无机酸，可以促进阴极反应的进行，从