D0I:10.13374/j.issm1001053x.1993.01.020 第15卷第4期 北京科技大学学报 Vol.15 No.4 1993年8月 Journal of University of Science and Technology Beijing Aug.1993 “济远舰”的深海腐蚀状态+ 吴继勋”金铮··屠益东* 摘要：对沉没海底84年的“济远舰”的深海腐蚀状况进行了研究、确定了该船主要部件用 钢类型及其组织和成分；各类钢的腐蚀类型及发生各类型腐蚀的原因，通过研究，初步揭小示 了各类钢长期深海腐蚀的规律和特征， 关键词：海水魔蚀，钢铁，济远舰 Corrosion State of the Jiyuan Warship Corroded in Deep-sea Wu Jixun'Jin Zheng''Tu Yidong' ABSTRACT:In this work,the corrosion state of the Jiyuan warship sank the deep-sea bottom for 84 years has been investigated.The type of the steel used for the main parts of the warship,the metallogic organization and chemical composition of the steel,the corro- sion type of each kind of steel and its reason has been determined.The law and the charac- teristics of the deep-sea corrosion have been preliminarily revealed. KEY WORDS:sea corrosion,iron and steel.Jiyuan warship 济远舰，公元1883年建造于德国伏尔铿船厂，至打捞时该舰经达103年，是一艘铁 甲炮塔型巡洋舰。该舰型长73.62m,型宽11.80m,型深7.77m,排水量2300，功率约 为4000kW,舰速18 n mile,炮23]（德国克鲁勃厂建造），鱼雷发射管4个。济远舰在 服役期间，曾参加过中日甲午海战（即1894年之后）。1895年2月，北洋舰队包括济远 舰在内11艘舰全部投降了日本。从此，该舰编入目本舰队，在川本舰队甲又服役10牛， 于1904年日俄战争时，沉没在旅顺1海域海猫岛附近海底。1988年先后由h烟台打捞局、 威海旅游局组织打捞。本文研究所取试样均取自打捞出海的济远舰组成部件。 沉船位于南北向，整体向右倾斜，右弦埋泥约3.5~3m:左弦舭龙骨高」泥线约2m, 首部埋泥约2。船体钢板系铆∫连接，铆钉人都锈掉、钢板脱开，内此整体出现不少裂 缝。 研究沉没84年的济远舰不仅对了解古代冶金状况、中国近代史有益，而且对研究深 海区金属耐海水腐蚀性能，获得浸泡实验所不能进的区域（即深海区）的腐蚀数据，是 非常有意义的工作，它对深海区腐蚀规律及机理研究提供可靠依据。 ·1992-04-22收稿第一作者：男.50岁.副教校 +[国家自然科学基金资助项} *腐蚀系(Department of Surface Science and Corrosion Engineering) **材料物理系(Department of Materials Physics)
第 15 卷 第 4 期 1 9 3 年 8 月 北 京 科 技 大 学 学 报 J o u r n a l o f U n i v e r s i t y o f S e i e n e e a n d T e c h n o l o g y B e ij i n g V o l . 1 5 N 0 . 4 A u g . 1 9 3 “ 济远舰 ” 的深海腐蚀状态 + 吴继 勋 ’ 金 铮 ’ · ’ 屠 益 东 ` 摘 要: 对沉没 海底 84 年的 “ 济远 舰 ” 的 深海腐蚀状 况进 行 一 r 研究 , 确定 了该 船主 要部 件用 钢类型 及其组织和 成分 ; 各类钢 的腐蚀类 型 及 发生 各类型 腐蚀 的原因 。 通过 研究 , 初步揭 小 了 各类钢长期深海腐蚀的规律和特 征 。 关键词: 海水腐蚀 , 钢铁 , 济远 舰 矛户 , _ _ _ · _ _ 门 * _ 、 _ 户 , , _ , , _ _ _ _ _ 、 t y _ _ I _ · 门 1 _ 」 · 】一、 _ _ _ _ + 七 o r r o s l o n 乙 t a t e 0 1 t n e J l y u a n W a r s fl l P 七 o r r 0 0 e u I n L, e e P一 s e a 肠 五工 un ’ ’lnJ z he gn ’ ` uT y ’dlo gn A B S T R A C T: I n t h i s w o r k , t h e e o r r o s i o n s t a t e o f t h e Ji y u a n w a r s h iP s a n k t h e d e e P一 s e a b o t t o m fo r 8 4 y e a r s h a s b e e n i n v e s t i g a t e d . T h e t y P e o f t h e s t e e l u s e d fo r t h e m a i n P a r t s o f t h e w a r s h iP , t h e m e t a ll o g i c o r g a n i z a t i o n a n d c h e m i c a l c o m P o s it i o n o f t h e s t e e l , t h e e o r r o s i o n t y P e o f e a c h k i n d o f s t e e l a n d it s r e a s o n h a s b e e n d e t e mr i n e d . T h e l a w a n d t h e c h a r a e - t e r i s t i e s o f t h e d e e P一 s e a c o r r o s i o n h a v e b e e n P r e lim i n a r il y r e v e a l e d . K E Y WO R D S : s e a e o r r o s i o n , i r o n a n d s t e e l , Ji y u a n w a r s h iP 济 远舰 , 公 元 18 8 3 年建 造 f 德 国伏 尔 铿船 厂 , 至 打捞 时 该 舰经 达 103 年 , 是 一艘 铁 甲炮塔 型 巡 洋 舰 。 该舰 型 长 73 .6 2 m , 型 宽 1 . 80 m , 型 深 7 . 7 m , 排水 量 2 30 0t , 功率约 为 4 O0 0 k w , 舰 速 1 8 n m ile , 炮 23 门 (德 国 克兽 勃 厂 建造 ) , 鱼雷 发射管 4 个 。 济远舰在 服役 期间 , 曾 参加 过中 日 甲午海 战 ( 即 189 4 年 之 后 ) 。 18 9 5 年 2 月 , 北 洋 舰 队包 括济 远 舰在 内 1 艘 舰 全 部投 降 了 I[ 本 。 从此 , 该 舰编 人 1 本舰 队 , 在 ! ! 本舰 队里 又 服 役 or 年 , 于 19 0 4 年 日俄 战 争 时 ,沉 没 在 旅 顺 lF 海域 海 猫 岛 附 近海 底 。 19 8 8 年 先后 由烟 台于J 一 捞 局 、 威海 旅 游局组 织 打捞 。 本 文研 究所 取试样均 取 白打捞 出海 的济 远舰 组成 部件 。 沉 船位 于 南北 向 , 整 体 向右倾斜 , 右 弦埋 泥约 3 . 5 一 3 m ; 左 弦毗 龙骨 高 J · 泥线 约 Zm , 首 部埋 泥约 Zm 。 船体 钢 板 系铆钉 连 接 , 铆 钉 大都锈掉 , 钢 板脱 开 , 因 此整 体 出现 不 少 裂 缝 。 研 究沉 没 84 年 的济 远舰 不 仅 对 了解 占代 冶 金状 况 、 中 国近 代 史有 益 , 而且 对研究 深 海区 金 属耐海 水 腐蚀 性能 获得浸 泡实 验所 不能 进行 的 区 域 ( 即深 海 区 ) 的腐蚀 数据 , 是 非常 有 意 义的工 作 , 它对 深海 区 腐蚀规 律及 机理 研究 提 供 可靠依据 。 , 19 9 2一 0 4 一 2 2 收 稿 第 一 作 者 : 男 . 5 0 岁 , 副教 授 + 国 家 自然科学 基 金 资助 项 { l * 腐蚀 系( D e p a r t m e n t o f S u r ifl e e S e i e n e e a n d C o r r o s t 0 n E n g i n e e r 1n g ) * * 材料物理 系( D e p a r tm e n t o f M a t e r , a l s P h y s l e s ) DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 1993. 04. 020
Vol.15 No.4 吴继勋等：“济远舰"的深海腐蚀状态 ·425· 1 实验方法 本工作可分成两部分：一部分是进行现场分析，摄取大量出海时各部位的实物照片； 另一部分是从实物上取下少量试样，采用岩相显微分析、莹光X射线分析、扫描电镜分 析方法，确定材料的成分、腐蚀类型、锈层结构、腐蚀原因。试样选自左弦钢板、锚链及 炮弹壳，用环氧树脂封装，制成金相样品。 2实验结果与讨论 2.1现场实物分析 从打捞出海各部件情况看，表面都附着海生物夹杂着淤泥及腐蚀产物层，去掉这.一层 才能看到钢的基体和内锈层。清洗过程中大量的疏松外锈层也同时被去掉。处在淤泥中的 钢板比海水中腐蚀较轻微，连接用的铆钉大都已腐蚀烂掉。清洗后钢板表面状态如图1所 示。从图1可以看出，钢板腐蚀属均匀腐蚀类型。初步测量剩下的板厚是9.2mm,经调 查原设计板厚为20mm,可用D=20-92=0.105mm/a的公式计算钢板经过103年 103 的腐蚀速率。而目前使用的海洋用钢其腐蚀速率大于0.2mm/a。济远舰钢板腐蚀速率 低，可能是由于该船所用钢板耐蚀，或是深海区域比浅海区域腐蚀轻微这两方面原因造 成。 图1左舷钢板出海后的形貌图 Fig.1 Morphology of port steet sheet after taken from the sea 图2是打捞出海时主力炮和炮弹头的照片，大炮身上附着大量海生物尚未去掉，而炮 弹已经去掉了海生物附着层。从这照片可以清楚地看出，它仍属于均匀腐蚀，表面存在着 深度大体相同的麻点，其大小如豆粒大。而且，从匹配件分析，均匀腐蚀并不严重。大炮 和炮弹制造厂都是西德有名的军工制造厂，也是当年生产的最大的口径炮，目前世界上只 保留了这两门。但是弹头放置1个月后，尖部自动产生大量裂纹，逐渐裂开，出现明显的 龟裂现象。取下碎块检查，虽然材料形状仍保持原来的状态，表面也比较光滑，但强度很 低，没有金属声音，新鲜的断口已看不到金属光泽。绞车轮、船首导揽钳等部件，都出现
V o l . 1 5 N o , 4 吴 继勋等 : “ 济远舰 ” 的深海腐蚀状态 · 4 2 5 · 1 实验方 法 本工 作可 分成两 部分 : 一 部 分是进 行现 场分析 , 摄 取 大量 出海 时 各部位 的实 物照 片 ; 另一 部分是 从实 物 上 取下 少量 试样 , 采 用 岩相 显微分 析 、 莹 光 X 射线 分析 、 扫描 电镜 分 析 方法 , 确定材料 的成分 、 腐蚀 类型 、 锈层 结构 、 腐蚀原 因 。 试样 选 自左弦 钢板 、 锚链 及 炮 弹壳 , 用 环氧树脂封装 , 制成 金相 样品 。 2 实验结 果与讨论 2 . 1 现场 实物分析 从打捞 出海各部 件情况看 , 表面都附着海生物 夹杂 着淤泥及腐蚀产 物层 , 去 掉这 一层 才能 看到 钢的基体和 内锈层 。 清洗过 程 中大量 的疏 松外锈 层也 同时被去 掉 。 处在 淤泥 中的 钢板 比海水 中腐蚀较 轻微 , 连 接用 的铆钉大都已 腐蚀 烂掉 。 清洗后 钢板 表面 状态如 图 1 所 示 。 从图 1 可 以看 出 , 钢 板腐蚀属 均匀 腐蚀 类 型 。 初 步测 量剩 下 的板 厚是 9 . 2 m m , 经调 查 原 设计板 厚 为 20 m m , 可用 D = 2 0 一 9 . 2 10 3 = o . 105 m m / a 的公 式 计算钢板 经 过 10 3 年 的腐蚀 速 率 。 而 目前使 用 的 海 洋 用钢 其腐蚀 速 率大 于 0 . 2 m m / a 。 济远舰钢 板 腐蚀速 率 低 , 可能 是 由于该 船所 用钢 板 耐蚀 , 或是 深 海 区 域 比浅 海 区 域腐蚀轻 微 这 两方 面 原 因造 成 。 图 1 左舷钢板 出海后的形貌图 F i g . l M o r Ph o l o g y o f P o r t s t e e t s h e e t a ft e r t a k e n fr o m th e s e a 图 2 是打捞 出海 时 主力炮 和炮 弹 头 的照片 , 大炮身上 附着 大量 海 生物 尚未 去掉 , 而炮 弹 已经 去掉 了海生 物 附着层 。 从这照 片可 以 清楚 地看 出 , 它仍属 于均 匀腐蚀 , 表 面存在着 深 度大体相 同 的麻 点 , 其大 小如 豆粒大 。 而 且 , 从匹 配件分析 , 均匀 腐蚀 并不 严重 。 大炮 和炮 弹制 造 厂都是 西德有名 的军工 制造 厂 , 也是 当年生 产 的最大的 口 径炮 , 目前世界 上只 保留了这 两 门 。 但 是弹 头放置 1 个月后 , 尖 部 自动产生 大量裂纹 , 逐 渐裂 开 , 出现 明显的 龟裂 现象 。 取 下碎块 检查 , 虽 然材 料形状仍保持原 来 的状态 , 表 面也 比较光 滑 , 但强 度很 低 , 没有金 属声音 , 新鲜 的断 口 已 看不到 金属 光泽 。 绞 车轮 、 船首导揽钳等部件 , 都出现
·426· 北京科技大学学报二 1993年No.2 龟裂现象，大都具有相同的腐蚀现象，无金属声音，强度很低。经现场考查，弹壳龟裂是 由于弹壳与内部的弹头之间渗入的海水，在空气中继续对钢腐蚀，腐蚀产物产生的应力， 使已遭受严重腐蚀的弹壳破裂。但大炮未出现类似现象，至今完好如初。 图2出海的主力炮(a),炮弹(6)和放置1个月后的弹头(c) Fig.2 Photographs of the main cannon(a),cannonball(b)and shel1 head after taken from sea for one month(c) 图3是出海的锚链实物照片。该物属均匀腐蚀，但表面存在沿锚链环成沟槽状腐 蚀形态。奇怪地是尽管还有一定的强度和 韧性，但金属声音已不明显。是什么原因 造成这一现象？过去认为只有晶间腐蚀才 能产生失去金属声音的现象已不能解释、 因此需要继续研究。 2.2船体和锚链用钢的锈层分析 “济远舰”用钢是含少量AI、Cu和As 的低合金钢。从左舷船板上取样，在偏光 显微镜下对锈层分析表明，锈层与钢基体 间的接触是不规则的小锯齿状凸向基体。 锈层结构致密，但也存在小的裂纹，在明 场下是灰绿色，在偏光下呈黑色。内锈层 的外侧和裂纹附近，在偏光下呈红褐色或 图3锚链的实物照片 黄褐色部分是由Fe,O,及少量B-FeOOH Fig.3 Photograph of chain cable 组成（图4），其组织疏松，易脱落，可与海生物一起被清洗掉。X射线分析证明，上述物质衍 射峰不尖锐、较宽，可以认为该物质结晶颗粒很小，与作者以前的工作12很相似，即内 锈层主要由小颗粒的Fe,O4、x-FeOOH、y-FeOOH组成。这种低合金钢因含少量铝、 铜、砷，有利于耐锈层的形成。虽经历103年的海水腐蚀，平均腐蚀速率比普通钢低1倍 以上，且腐蚀相当均匀，与目前人们追求的Alcuas系耐海水腐蚀低合金钢相似
· 2 4 6 · 1 北 京 科 技 大 学 学 报 年 9 9 3 N o . 2 龟 裂现 象 , 大都具有 相 同的腐蚀 现 象 , 无 金属 声音 , 强 度很低 。 经现场 考查 , 弹 壳龟 裂是 由于 弹壳与 内部 的 弹头 之 间渗入 的海水 , 在 空 气 中继续 刘 一 钢腐蚀 , 腐蚀 产物 产生 的 应力 , 使 已遭受严 重腐蚀 的弹壳破 裂 。 但大炮未 出现类 似现象 , 至 今完好如初 。 图 2 出海的主力炮(a) ,炮弹 ( b )和放置 1 个月后 的弹头 ( c) F i g . 2 P h o t o g r a Ph s o f t h e m a i n e a n n o n ( a ) , e a n n o n b a l ( b ) a n d s h e l l h e a d a ft e r t a k e n fr o m s e a fo r o n e m o n t h ( e ) 图 3 是 出海 的锚链 实 物 照 片 。 该物 属 均 匀 腐蚀 , 但表 面 存在 沿 锚链 环 成 沟 槽状 腐 蚀形 态 。 奇怪地是尽 管还 有一 定 的强 度 和 韧 性 , 但 金属 声音 已 不 明 显 。 是 什么 原 因 造 成 这 一 现象? 过去认为 只 有 晶 间腐蚀才 能 产 生 失 去 金属 声音 的现 象已 不 能 解 释 , 因此需 要继续 研究 。 .2 2 船体和锚链用钢的锈层分析 “ 济远 舰 ” 用 钢是 含少 量 A l 、 C u 和 A s 的低 合 金 钢 。 从左舷 船板 上 取样 , 在 偏光 显微 镜 下对锈 层 分析 表 明 , 锈层 与 钢 基体 间的 接触 是 不 规 则 的小 锯 齿 状 凸 向基 体 。 锈层 结构 致密 , 但也 存在 小 的 裂纹 , 在 明 场下 是灰绿色 , 在 偏 光下 呈 黑 色 。 内锈层 的外侧 和 裂 纹 附近 , 在偏 光 下 呈红 褐 色或 黄褐 色部 分是 由 F e ZO : 及 少 量 刀一 F e o o H 图 3 锚链 的实物照片 F ig . 3 P h o t o g r a p h o f c h a i n e a b l e 组 成 (图 4) ,其组 织疏 松 ,易脱落 , 可与海 生物一起 被 清洗 掉 。 X 射 线 分析证 明 , _ [ 述 物质 衍 射峰不尖 锐 、 较宽 , 可 以 认为该 物 质 结 晶颗 粒很 小 , 与 作 者 以 前 的 工作12 ]很相 似 , 即 内 锈层 主要 由小 颗 粒 的 F e 3 O 4 、 ; 一F e O O H 、 下一 F e O O H 组 成 。 这 种 低 合 金 钢 因含 少 量铝 、 铜 、 砷 , 有 利 于耐 锈层 的形成 。 虽 经历 103 年 的海 水腐蚀 , 平均腐蚀速 率 比普通 钢低 1 倍 以 上 , 且腐蚀相 当均 匀 , 与 目前人们 追求 的 lA cu as 系 3I] 耐海 水腐蚀低 合金钢 相 似
Vol.15 No.4 吴继勋等：“济远舰的深海腐蚀状态 ·427· 图4左船板钢的锈层岩相分析 图5锚链断面形貌 Fig.4 The phase analysis of Fig.5 The morphology of the rust layer of port stecl cross-section of chain cable 锚链的断面锈层结构如图5所示。从图可以清楚看出外表面存在的沿环方向的沟槽状 腐蚀，腐蚀面呈凸凹相间分布。其锈层仍可分为两层：内锈属致密与基体连接牢固， 明场下呈灰绿色，偏光下呈黑色，大部 分由FeO,及FeOOH组成；偏光下呈 黄褐色的为外锈层，组织疏松，有孔 洞。在内外层之间存在较大的裂纹。外 锈层主要由FCO,组成。经莹光X射线 分析，锚链钢是含(%)：S-0.035, P-0.46,Mn-0.14.Si-0.40,其余为铁 的普通碳钢经锻压后成型的， 为了确定锚链钢失去部分金属声音 的原因，把锚链纵向切开，制成金相试 图6锚链纵面形貌图 样，观察内部腐蚀情况、图6是纵面腐 Fig.6 Morphology of vertical 蚀形貌图。可以清楚看出锚链内部都已 section of the chain cable 形成大大小小的线条状腐蚀、人都心被腐蚀透（沿环的形状形成内部的腐蚀沟）。进一步 用扫描电镜确定沟内的物相组成·除了大量的铁的氧化物(Fe,O4和FeO,)外，尚有 28.1%Ca,16.2%Mn,4.32Si,3.09%P。从腐蚀学分析，各种夹杂物在海水中都可成为腐 蚀源45)。锚链虽然是碳钢、该钢质很差、钙、锰、硅的夹杂很多，并在成型过程中，沿 轧制方向变成线条状。腐蚀从大大小小夹杂周边开始，构成腐蚀电池，再经过84年的浸 泡，大部分夹杂处都被腐蚀。由于内部被腐蚀成大大小小的沟槽，使整体金属结构遭受破 坏，虽然不比品间腐蚀造成的破坏严重、但金属声音自然减弱很多。 2.3炮弹壳的腐蚀分析 由莹光X射线分析结果可确定弹壳是由含Si、Mn和P较高的高强铸铁制成。从外 表看不出明显的腐蚀，表面平滑光亮，但其强度很低、完全失去了金属音。图8是弹壳 断
V o l . 1 5 N o . 4 吴继勋等 : “ 济远舰 ” 的深海腐蚀状态 · 4 2 7 · 图 4 左船板钢的 锈层岩相分析 图 5 锚链断面形貌 F ig . 4 T h e Ph a s e a n a l y s i s o f F ig . S T ’ h e m o r Ph o l o g y o f t h e r u s t I a y e r o f P o r t s t e e l e r o s s 一s e e t i o n o f e h a i n e a b l e 锚 链 的断 面锈 层结构 如 图 5 所示 。 从 图可 以清 楚看 出外 表面 存在 的沿环 方 向的沟 槽状 腐 蚀 , 腐 蚀 面 呈 凸 凹 相 间分 布 。 其锈 层 仍 可分 为 两层 : 内 锈 属 致 密 与 基体连 接 牢 固 , 明场 下 呈 灰 绿 色 , 偏 光 下 呈黑 色 , 大 部 分 由 F e 3 O 4 及 F e O O H 组 成 ; 偏 光下 呈 黄 褐 色 的 为 外 锈 层 , 组 织 疏 松 , 有 孔 洞 。 在 内外 层 之 间 存 在较 大 的 裂纹 。 外 锈 层主 要 由 F e ZO : 组 成 。 经 莹 光 X 射 线 分 析 , 锚 链 钢 是 含 (% ) : S一 0 力3 5, P一 0 . 4 6 , M n 一 0 . 14 、 5 1一 0 . 4 0 , 其余为 铁 的普通碳 钢 经锻 压后成 型 的 〔 . 为 了确 定 锚链 钢 失 去 部分金 属 声 音 的 原 因 , 把 锚 链 纵 向 切 开 , 制成 金 相 试 样 , 观 察 内部 腐蚀情 况 , 图 6 是 纵 面 腐 蚀 形 貌图 。 可 以 清 楚看 出锚链 内部 都 已 形成 大 大小 小 的线 条状 腐 蚀 , 大 都 已 被腐 蚀 透 图 6 锚链纵 面形貌 图 「 ’ 19 . 6 M o r P h o l o g y o f v e r 6 e a l s e c ti o n o f t h e c h a i一 e a b l e ( 沿环 的形 状形成 内部 的腐蚀沟 ) 。 进一步 用 扫 描 电 镜 确 定 沟 内 的 物 相 组 成 , 除 了 大 量 的铁 的 氧化 物 ( F e 3O 4 和 F e Z O 3 )外 , 尚有 28 . 1 % C a , 16 . 2 % M n, 4 . 32 % is , 3 . 09 % P 。 从 腐蚀 学 分 析 , 各 种 夹 杂 物在 海 水 中都可 成 为腐 蚀 源 145 ] 。 锚 链 虽然 是碳 钢 , 该钢 质 很差 , 钙 、 锰 、 硅 的夹杂 很 多 , 并 在 成型 过程 中 , 沿 轧 制方 向变成 线条 状 。 腐蚀从 大大 小小夹 杂 周边 开始 , 构 成 腐蚀 电池 , 再经 过 84 年的浸 泡 , 大部 分夹 杂处 都被 腐蚀 ` 由 于 内部被腐蚀 成大 大小 小 的沟槽 , 使 整体金属 结构 遭受破 坏 , 虽然 不 比 晶 间腐蚀造 成 的破坏 严 重 , 但 金属 声音 自然减 弱很 多 。 .2 3 炮弹壳的腐 蚀分 析 由莹 光 X 射线 分 析结 果 可确定 弹壳 是 由含 iS 、 M n 和 P 较高的高强铸铁 制成 。 从外 表 看不 出明显 的腐蚀 , 表 面 平滑光亮 , 但其 强度很 低 , 完 全失去 了金 属 声音 。 图 8 是弹壳 断
·428· 北京科技大学学报 1993年No.2 面的岩相照片。从照片看，在明场下为 灰绿色的部分，在偏光下为黑色或黄褐 色，可以判断该部分基本已被腐蚀掉， 变成了FeO4或FeO3。尚有一半左右 明场下呈黑色，偏光下为浅兰色的部 分，仍具有金属光泽，属尚未被腐蚀的 基体金属。两部分相比，被腐蚀部分比 金属部分占的面积大些，两部分成交叉 形式存在，因此，导致金属失去了金属 声音，强度很底。经扫描电镜能谱分 析，残留的金属大都含有较高的磷，一 般在3%~5%，最高达17%。磷在铁 中多以FeP或FezP形式存在。磷在钢 图7弹壳断面的形貌照片 或铸铁中耐海水腐蚀性能，近年来做了 Fig.7 Morphology of cross-section of the shell 不少研究(2)。磷的加入能提高钢的耐蚀性，但能使钢脆性降低，因此铸铁中提高磷合 量，改善高硅铸铁的耐蚀性是值得深入研究的课题。 3结 论 (1)济远舰所用的船板钢为含有少量A山、Cu、As的低合金钢，经103年的海水腐蚀 (84年深海浸泡和19年的水面腐蚀)，其腐蚀速率约为0.1mm/a,比浅海区腐蚀速率低1 倍以上。 (2)深海区钢板腐蚀锈层与浅海区基本相同，分为内、外两层。内层成分深海区以 FeO4为主，.浅海区以y-FeOOH和-FeOOH为主。 (3)锚链用钢为普通碳钢，钢中钙硅锰夹杂很多，沿轧制方向成线条状分布，造成外 表面及内部大量沟槽状腐蚀。 (4)大量使用的高硅高锰铸铁，经过84年的深海腐蚀，大都发生了选择性溶解，一 半以上遭受腐蚀，未被腐蚀的金属大都含有较高的磷。 参考文献 1马如璋，吴继勋.中国腐蚀与防护学报，1981.1(3)：48 2 Wu Jixun.Chan Renrin.10th IEIC.1987,1(9):69 3马巾华，崔秀岭.中国腐蚀与防护学报，1981,1(1)：19 4门智，渡边.防食技术，1976,25(1)：173 5玉田明宏，谷村昌幸，防食技术，1972,21：513
· 4 2 8 · 北 京 科 技 大 学 学 报 1 99 3 年 N o . 2 面 的岩相 照 片 。 从照 片看 , 在 明场 下 为 灰绿 色 的 部分 , 在 偏光下 为 黑 色或 黄 褐 色 , 可 以 判 断该部 分基 本已 被 腐蚀 掉 , 变 成 了 F e 3O 4 或 F e ZO 3 。 尚有 一 半 左 右 明 场 下 呈 黑 色 , 偏 光下 为 浅 兰 色 的 部 分 , 仍具有 金 属 光 泽 , 属 尚未被 腐蚀 的 基体金 属 。 两 部分相 比 , 被 腐蚀部 分 比 金属 部分 占的面 积 大些 , 两 部分成 交叉 形 式 存在 , 因此 , 导 致金属 失 去 了金 属 声 音 , 强 度 很 底 。 经 扫 描 电 镜 能 谱 分 析 , 残 留 的金 属 大 都含有 较 高 的磷 , 一 般 在 3 % 一 5 % , 最 高达 17 % 。 磷在 铁 中多 以 F e 3 P 或 F e Z P 形式 存 在 。 磷在 钢 或 铸铁中耐 海 水 腐蚀性 能 , 近年 来 做了 图 7 弹壳断面的形貌照片 Fi g . 7 M o r Ph o l o g y o f e r o s 一s e e t i o n o f t h e s h e ll 不 少 研究 〔2〕 。 磷 的加 人能 提 高 钢 的耐 蚀 性 , 但能 使钢 脆性降低 , 因此 铸铁 中提高磷合 量 , 改善高硅 铸铁的耐蚀性是 值得 深人研究 的课题 。 3 结 论 ( l) 济 远舰 所 用 的 船板 钢 为 含有 少 量 jA 、 C u 、 A s 的低 合金钢 , 经 103 年 的 海水 腐蚀 ( 8 4 年深海 浸 泡和 19 年的 水面 腐蚀 ) , 其腐蚀 速 率约 为 0 . l m m / a , 比浅海 区 腐蚀速率低 1 倍以上 。 (2 )深 海 区 钢 板 腐蚀 锈 层 与 浅 海 区 基本 相 同 , 分为 内 、 外 两 层 。 内层 成 分深 海 区 以 F e 3O 4 为 主 , , 浅海 区 以 方F e 0 O H 和 , 一 F e 0 0 H 为主 。 ( 3) 锚链 用钢 为 普通 碳 钢 , 钢 中钙 硅锰 夹 杂很 多 , 沿 轧制方 向成线条 状分布 , 造 成外 表面及 内部大 量沟槽状腐蚀 。 ( 4) 大 量使 用 的高硅 高 锰铸 铁 , 经 过 84 年 的深 海腐蚀 , 大 都发生 了选 择性溶解 , 一 半 以 上遭受腐 蚀 , 未被腐蚀 的金属大 都含 有较 高 的磷 。 参 考 文 献 1 马如璋 , 吴继 勋 . 中国腐蚀 与 防护学 报 , 19 81 , 1( 3) : 48 2 W u j i x u n , C h a n R e n r i n . I 0 t h I E I C , 19 8 7 , l ( 9 ) : 6 9 3 马 巾华 , 崔秀岭 . 中国腐蚀与 防护学 报 , 19 81 , 1( l) : 19 4 门智 , 渡边 . 防食技术 , 19 7 6 , 2 5 ( l ) : 1 7 3 5 玉 田明宏 , 谷村 昌幸 . 防食技术 , 19 7 2 , 21 : 5 13