Q390E 钢具有优良的力学和机械性能（如高硬度、高疲劳强度和断裂韧性等），是制造中高压石油 化工容器、高压锅炉汽包等特种设备的理想材料［1］。然而，Q390E 钢的耐蚀性较差，遭受腐蚀会严重降低其力学和机械性能，从而缩短特种设备的使用寿 命。为了减缓Q390E 钢腐蚀，可以采用电镀、喷涂、磷化等工艺手段［2-4］。其中，磷化具有成本低廉、工 艺简单且成熟可靠、能快速成膜等优点，已成为钢铁 材料防腐蚀中占有重要地位的工艺手段。

在诸多磷化工艺中，锰系磷化工艺的防腐蚀效果较好［5-6］。鉴于特种设备对于钢铁材料的耐蚀性有较高的要求，为了获得更好的防腐蚀效果，笔者采用锰系磷化工艺对特种设备用Q390E 钢进行防腐蚀处理，将不同浓度的 PTFE 乳液分别加入磷化液中，在Q390E 钢表面制备了锰系磷化膜和三种锰系复合磷化膜。本文进行这方面的研究可以丰富Q390E 钢锰系磷化处理的相关理论，同时为减缓Q390E 腐蚀提供参考。

实 验

材料与试剂

Q390E 钢 的 成 分 如 下 ：Mn 1.0~1.6 % 、 Ti 0.02~0.20 %、C 0.2 %、Si 0.55 %、Cr 0.3 %、Ni 0.7 %、

P 0.025 %、S 0.025 %、Al 0.015 %，余量为Fe。 试样尺寸为30 mm×13 mm×2 mm。

主要试剂：盐酸、氢氧化钠、碳酸钠、无水乙醇、硝酸锰、磷酸二氢锰、硝酸镍等，均为分析纯。

锰系磷化处理

Q390E 钢锰系磷化处理的过程如下：

试样预处理。首先用800#砂纸粗磨，去除试样表面的氧化皮和杂质。再用1500#砂纸细磨，使表 面趋于平滑。打磨后的试样采用氢氧化钠和碳酸钠 的混合溶液除油，再浸入无水乙醇中超声波清洗。接着用体积分数为 5 %的稀盐酸溶液酸洗，再次水洗后，迅速吹干待用。

磷化液配制。以去离子水作溶剂，硝酸锰、磷酸二氢锰、硝酸镍等做溶质配制 500 mL 磷化液，

具体成分为：硝酸锰 20 g/L、磷酸二氢锰 36 g/L、硝酸镍 1 g/L。将不同浓度的 PTFE 乳液（0 、5 、20 、35 mL/L）缓慢倒入配好的磷化液中并搅拌均匀，乳液中PTFE 颗粒所占比例约为50 %。

磷化工艺参数设定。水浴加热使磷化液受热均匀，温度维持在（86±0.5）℃ ，磷化时间设定 20 min。为了保证磷化液中的PTFE 颗粒呈较均匀分散状态，在试验过程中不断搅拌磷化液，搅拌速度为150 r/min。

当磷化液中无PTFE 乳液时，在试样表面制备的磷化膜称为锰系磷化膜（以下简称MF）。而当磷化液中PTFE 乳液浓度分别为 5、20、35 mL/L 时，在试样表面制备的磷化膜都称为锰系复合磷化膜，以下简称MCF1、MCF2、MCF3。

表征与测试

质量分数为3.5 %的氯化钠溶液作腐蚀介质， 采用CHI660E 型电化学工作站分别测试Q390E 钢、锰系磷化膜、三种锰系复合磷化膜的电化学阻抗 谱。以铂片为辅助电极，待测试样为工作电极，饱和 甘汞电极为参比电极，交流正弦波振幅为10 mV。

参照GB/T 10125-2012《人造气氛腐蚀试验 盐雾试验》，在 TST-E808 型盐雾箱中进行盐雾试验。将质量分数为5 %的氯化钠溶液通过喷雾装置均匀地沉降在待测试样表面。48 h 后取出样品，采用SU8010 型扫描电镜分别表征Q390E 钢、锰系磷化膜、三种锰系复合磷化膜盐雾试验前后的表面形貌。