圖為四種鋼中典型硫化物夾雜的形態.脫氧較強的A鋼和B鋼中的硫化物夾雜呈長條狀,且平行分布;而全氧含量較高的C鋼和D鋼中的硫化物夾雜大多呈短粗條狀,僅少量呈長條狀。當鋼的脫氧程度較差時,鋼中硫化物夾雜實際上是氧硫化物的復合夾雜,該夾雜的塑性比純的MnS夾雜的塑性差,軋制后變形小,從而呈短粗條狀。如果鋼中氧含量足夠高,鋼板軋制后,硫化物夾雜的變形量更小,從而變成玉類MnS夾雜,這種夾雜物多見于早期的沸騰鋼中。除MnS夾雜外,A鋼和B鋼中還有顆粒狀Al2O3夾雜,C鋼和D鋼中有條狀硅酸鹽夾雜。極化實驗結果圖為四種鋼在pH10的3%氯化鈉溶液中的極化曲線.從圖中可以看出,四種錳鋼的極化行為極為相似.當電位增至各自的開路電位后,鋼便進入鈍化區,且鈍化電流都比較小.當電位達到某一臨界值后電流急劇增大,表明鋼表面的鈍化膜開始破裂.從極化曲線上可看出,A鋼、B鋼、C鋼和D鋼的點蝕電位分別為-491、-487、-462和-456mV.總的來看,隨著脫氧程度的增加,鋼的點蝕電位變負。極化實驗后,用電子探針對實驗用鋼的工作面進行EPMA分析,結果如圖3所示.從圖3可以看出,兩種鋼都表現出明顯的點蝕特征.點蝕誘發區域的成分分析表明,A鋼中的條形腐蝕溝槽對應鋼中的條狀MnS和顆粒狀Al2O3的復合夾雜,D鋼中的蝕點對應鋼中的短條狀MnS和硅酸鹽的復合夾雜,說明鋼中夾雜物是點蝕誘發源.

  鋼的耐蝕性能除受到動力學因素影響外，還受到基體熱力學穩定性的影響.純金屬的熱力學穩定性可以通過該金屬在其鹽溶液中的平衡電極電位來量度.由于錳鋼中絕大部分物質還是鐵,并且在除氧的FeCl2溶液中實測的電極電位與鐵在該溶液中的平衡電位接近，因此可以通過測定鋼在FeCl2溶液中的電極電位,近似地比較不同鋼的熱力學穩定性。圖為四種鋼在FeCl2溶液中電位隨時間變化的曲線.從曲線上可以看出,經過3h的浸泡后四種鋼的電位都趨于穩定,且脫氧程度較弱的C鋼和D鋼的穩定電位要比脫氧程度較強的A鋼和B鋼要正10mV左右.這說明脫氧程度越強,鋼基體的熱力學穩定性反而越差。

  掛片試樣在經過長時間的間浸實驗后,表面會形成穩定的銹層.為了比較四種鋼表面銹層的保護作用,對帶銹層的掛片進行了交流阻抗實驗,結果如圖所示，四種鋼的阻抗譜上都包含一個高頻的容抗弧和一個低頻的擴散弧.分析認為,高頻的容抗弧代表銹層的阻抗值大小,而低頻的擴散弧表征基體的阻抗值大小.從圖中可以看出，四種鋼表面形成的銹層的阻抗值很接近,說明脫氧的差異不會對銹層產生明顯影響.此外,C鋼和D鋼基體的阻抗值要明顯比A鋼和B鋼大,這可能是由于基體熱力學穩定性的差異造成的.圖為間浸掛片實驗后四種鋼的平均腐蝕速率和點蝕深度.從圖中可以看出,A鋼和B鋼分別表現出最大的平均點蝕深度和最大的點蝕深度,而D鋼的平均腐蝕速率和點蝕深度最小.其中,A鋼的平均點蝕深度達到0.61mm;B鋼的最大坑深為0.82mm,高出C鋼近47%,高出D鋼超過70%.可見,脫氧程度較高的A鋼和B鋼的點蝕擴展能力要明顯比脫氧較弱C鋼和D鋼強.由于間浸的掛片處于干濕交替的環境,其腐蝕形式類似于在實海中潮差帶的腐蝕,因此在該條件下,鋼表現出明顯的坑孔腐蝕的特。圖為間浸掛片實驗后鋼表面的腐蝕形貌.A鋼和B鋼局部出現了較深的腐蝕坑,而C鋼和D鋼點蝕并不嚴重,其腐蝕坑較淺,因此A鋼和B鋼的耐點蝕性能要明顯比C鋼和D鋼差。

  大量的研究表明,鋼中的夾雜物是主要的點蝕誘發源，盡管同一種鋼中不同夾雜的點蝕誘發孕育期稍有先后,但硫化物的復合夾雜物優先誘發點蝕。鋼中硫化物夾雜的形態會影響到鋼表面形成的鈍化膜的穩定性，進而影響到鋼的點蝕誘發敏感性.決定不同鋼點蝕誘發敏感性的差異的主要因素不是鋼中夾雜物的特性,而是鋼種類。此外,至德鋼業的極化實驗也表明,經過稀土處理的錳鋼,其硫化物夾雜物已球化,且數量較少,但其點蝕電位只比鎮靜鋼稍正,而比沸騰鋼負50mV左右.因此,造成不同脫氧的錳鋼點蝕誘發敏感性差異的主要因素不是夾雜物,而是脫氧程度.由于點蝕誘發是鈍化膜局部破裂和修復動態作用的結果,因此鋼的點蝕誘發敏感性不僅與鈍化膜的穩定性有關,還與鋼基體的熱力學穩定性有關。浙江至德鋼業有限公司的研究結果表明,鋼中固溶氧越多,鋼的電位越正,說明鋼基體的熱力學穩定性越強.結合平衡電位近似測定的結果可知,脫氧程度對錳鋼耐點蝕誘發敏感性的影響的實質是脫氧的差異會導致鋼基體熱力學穩定性的不同。在點蝕誘發階段,具有更強的熱力學穩定性的鋼中鐵原子表現出更弱的離子化趨勢,那么在相同的條件下,鋼表面的鈍化膜抵御外界侵蝕性離子的能力就越強,其點蝕電位就越正.因此,脫氧較差的C鋼和D鋼的點蝕誘發敏感性明顯弱于脫氧程度較強的A鋼和B鋼.在點蝕擴展的過程中,隨表面銹層加厚,閉塞程度不斷增加,孔內鐵離子濃度也會逐漸增加,pH值逐漸降低,形成了酸化自催化的腐蝕環境。