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《沈阳工业大学》 2010年
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纳米晶304不锈钢腐蚀行为的研究

孙淼  
【摘要】:不锈钢由于其优越的耐蚀性能被广泛应用于现代社会的各个领域。然而,在许多腐蚀性环境介质中,不锈钢的腐蚀仍经常发生,尤其易发生危害较大的局部腐蚀。深入研究不锈钢耐蚀机理,对于指导发展超高耐蚀性的不锈钢新材料及表面改性新技术具有重要意义。 纳米材料因其独特的物理、化学和机械性能,引起各个领域研究者的广泛关注。纳米材料的腐蚀行为也成为腐蚀科学领域的研究热点。本文通过采用深度轧制技术制备了块体纳米晶体材料,并选用普通铸态合金作为对比实验样品,研究了纳米晶体材料在不同腐蚀性环境介质中的腐蚀行为。 对304不锈钢点蚀行为的研究表明:纳米化后,纳米晶304不锈钢腐蚀表面的氧化膜中Fe、Cr、Ni元素的结合能均高于普通铸态304不锈钢,此氧化膜完整、稳定地覆盖于基体表面,同时氧化膜中Cl-离子的活性明显降低,导致膜的溶解速度减慢,提高了纳米晶304不锈钢耐Cl-离子侵蚀性能。由于纳米晶304不锈钢表面s-s轨道电子的权重较低,因此在腐蚀过程中的化学反应速度明显降低,从而导致纳米晶304不锈钢的化学稳定性提高。 对304不锈钢高温氧化行为的研究表明:纳米化后,纳米晶304不锈钢表面能够形成具有保护性的Cr2O3氧化膜,由于基体的晶粒尺寸细小,导致形成连续Cr203氧化膜的临界浓度降低,同时产生了晶界正效应,从而提高了材料的抗高温氧化性能。 对304不锈钢热腐蚀行为的研究表明:纳米化后,晶粒细化的纳米晶304不锈钢晶界数量增加,使得Cr元素向表面扩散的通道增多,使基体表面能够快速形成具有保护性的Cr2O3氧化膜,且形成的氧化膜没有产生开裂和脱落现象,从而提高了材料的耐热腐蚀性能。 对304不锈钢电化学腐蚀行为的研究表明:纳米化后,纳米晶304不锈钢耐SO42-离子和耐Cl-离子水溶液腐蚀的性能增强,其表面大量的晶界为Cr元素在表面的迅速扩散提供了快速扩散通道,使得其表面形成的钝化膜具有更高的稳定性,从而提高了材料的耐蚀性能。 对工业纯铁电化学腐蚀行为的研究表明:纳米化后,块体纳米晶工业纯铁的耐盐酸腐蚀性能比粗晶工业纯铁明显提高,由于纳米晶工业纯铁的表面均匀化和织构使得其轧制表面的表面能低于粗晶工业纯铁表面的平均表面能,降低了腐蚀微电池的形成,从而提高了块体纳米晶工业纯铁在盐酸溶液中的耐腐蚀性能。
【学位授予单位】:沈阳工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TG172

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【引证文献】
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【参考文献】
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【同被引文献】
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