抽取一根腐蚀相对较严重的排气管，其宏观形貌如图1所示。其中导管材料为1Cr18Ni9Ti不锈钢，管子扩口两端安装镀锌外套螺母和平管嘴，其材料均为45A钢。

图1 腐蚀排气管宏观形貌

肉眼观察可见，管子两端的外套螺母及平管嘴均存在腐蚀现象，腐蚀产物呈灰白色，零件表面的镀锌层也较为暗淡无光泽。外套螺母上的腐蚀产物覆盖面积较全，但相对严重的腐蚀主要集中在倒角区，如图2所示。

图2 外套螺母腐蚀宏观形貌

平管嘴上的腐蚀主要集中在与外套螺母周向接触的部位，如图3所示。

图3 平管嘴腐蚀宏观形貌

将外套螺母及平管嘴用酒精超声波和丙酮浸泡清洗后，腐蚀现象依然存在，放入扫描电镜(SEM)观察腐蚀区域，可见明显的腐蚀泥纹花样，如图4和图5所示。

图4 外套螺母腐蚀微观形貌

图5 平管嘴腐蚀微观形貌

对外套螺母和平管嘴表面的腐蚀产物进行能谱分析，结果显示除正常的镀锌元素锌、铬、硫(镀锌钝化槽液中含有重铬酸钠和硫酸钠)外，还含有氯、钾等元素，且氧化严重，如图6和图7所示。

图6 外套螺母能谱分析结果

图7 平管嘴能谱分析结果

在外套螺母和平管嘴腐蚀相对严重区域取横截面试样进行金相分析。抛光状态下观察可见，镀锌层局部存在腐蚀坑，但并未穿透镀锌层至基体，如图8和图9所示。

图8 外套螺母镀锌层形貌

图9 平管嘴镀锌层形貌

将外套螺母的金相试样放入扫描电镜中观察镀锌层截面形貌，可见镀锌层上有大小不一的腐蚀坑，且未延伸至基体，与金相检验结果相吻合。对镀锌层腐蚀处进行能谱分析，结果显示除正常元素外还含有氯元素，未发现钾元素，说明钾元素只存在零件表面，并未渗透至镀层内，如图10所示。

图10 镀锌层截面形貌及腐蚀处能谱分析结果

为分析镀锌层腐蚀原因，开展装配状态下外套螺母刷肥皂液后的情况模拟验证试验。选取6件外套螺母进行试验，采用导管连接两两匹配安装拧紧，其中：一件刷涂肥皂液，放置于室温房间中(1号试验件)；一件刷涂肥皂液，放入湿热箱中(2号试验件)；一件刷涂肥皂液，放置10 min后进行清洗(3号试验件)。

-1号试验件试验情况-

涂抹肥皂液、放置7d(天)后观察可见，1号试验件外套螺母表面镀锌层颜色变暗，如图11所示。

图11 1号试验件宏观形貌

将外套螺母从导管上拧下后放入扫描电镜内微观下观察未见腐蚀特征，如图12所示。

图12 1号试验件微观形貌

能谱分析结果显示，未见腐蚀性元素，如图13所示。

图13 1号试验件能谱分析结果

-2号试验件试验情况-

涂抹肥皂液、放置7d后观察可见，2号试验件外套螺母表面未发现有腐蚀特征。

在保留安装状态的情况下，用39.6g肥皂+60mL水配置的溶液(提高肥皂浓度)重新涂抹在外套螺母表面，继续放入湿热箱中，放置20d后，将试验件从湿热箱中取出，不进行清洗。外套螺母宏观形貌如图14所示。

图14 2号试验件宏观形貌

可见表面镀锌层颜色变暗，且存在灰白色物质，与失效外套螺母宏观形貌类似。

放入扫描电镜内观察，外套螺母微观形貌如图15所示，可见表面存在腐蚀产物。

图15 2号试验件微观形貌

对外套螺母表面腐蚀产物进行能谱分析，可见含有较高含量的钾、氧元素，但未出现氯元素，可能是由于外套螺母表面成分被肥皂液凝固后覆盖所致，如图16所示。

图16 2号试验件能谱分析结果

因此，选取其中一个外套螺母，用酒精进行超声波清洗，去除表面肥皂液覆盖层。外套螺母清洗前后的宏观形貌对比如图17所示，可见清洗后外套螺母表面色泽变亮，局部可见类似腐蚀的特征。

图17 2号试验件清洗后(左)与未清洗(右)形貌对比

能谱分析结果显示，局部含有少量的氯元素，如图18所示，说明外套螺母镀锌层表面已出现了局部的腐蚀倾向。

图18 2号试验件清洗后能谱分析结果

-3号试验件试验情况-

在外套螺母上刷涂肥皂液，放置10min后清洗，再放置15d后观察可见，外套螺母表面状态正常，未见腐蚀形貌。能谱分析结果也正常，见图19。

图19 3号试验件能谱分析结果

检查外套螺母及平管嘴的库存状态，零件采用油封包装，表面未出现腐蚀形貌。检查同批次未安装的外套螺母，亦未见腐蚀形貌，其宏观形貌见图20，微观形貌见图21，可见为正常的镀锌层外观，锌层致密，能谱分析结果显示镀锌层成分亦正常，见图22。

图20 同批次未安装外套螺母宏观形貌

图21 同批次未安装外套螺母微观形貌

图22 同批次未安装外套螺母能谱分析结果