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《南昌航空大学》 2010年 硕士论文
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奥氏体不锈钢点蚀行为的研究

徐珊  
【摘要】: 本文采用动电位扫描、电化学阻抗谱(EIS)和激光电子散斑干涉技术(ESPI),研究了奥氏体不锈钢在腐蚀介质中的点蚀行为,建立了一种用ESPI实时、原位监测金属早期点蚀敏感性的实验室方法。主要研究内容和研究结果如下: 利用动电位扫描、EIS和ESPI检测了1Cr18Ni9Ti、304和316三种奥氏体不锈钢在3.5%NaCl溶液中的点蚀敏感性。动电位扫描结果表明,1Cr18Ni9Ti的点蚀破裂电位Eb为0.085V,304的Eb为0.465V,316的Eb为0.573 V。EIS结果表明,1Cr18Ni9Ti浸泡初期(0h)就进入点蚀诱导期;304和316分别浸泡至28h和72h进入点蚀诱导期。ESPI结果表明,在0.3V过电位下,1Cr18Ni9Ti和304的点蚀感应时间τ值分别是1s和9s,316的τ值大于120s。ESPI得出的结果与动电位扫描、EIS等电化学方法得出的结果一致,即1Cr18Ni9Ti的点蚀敏感性最大,304居中,316点蚀敏感性最小。 采用电化学方法和ESPI,通过改变NaCl浓度以及在一定浓度NaCl溶液中,改变SO42-浓度和S2O32-浓度等介质条件,研究了这些因素对304奥氏体不锈钢点蚀敏感性的影响。研究发现,在NaCl溶液中,随着Cl-浓度的增加,304不锈钢的耐点蚀性能下降。在3.5%NaCl溶液中,不同浓度的SO42-对304不锈钢点蚀行为存在不同的作用结果。由于竞争吸附,低浓度的SO42-(0~1%)引起Cl-在不锈钢表面出现局部集中,促进了材料发生点蚀;当SO42-为0.5%时,Cl-局部浓度集中效果最明显,材料耐点蚀性能最差;高浓度的SO42-(1%~4%)引起不锈钢表面Cl-有效浓度过低,阻碍了材料发生点蚀。在3.5% NaCl溶液中,随着S2O32-浓度的增加,304不锈钢的耐点蚀性能下降。当S2O32-浓度较低时(0~0.5%),材料的耐点蚀性能下降迅速;当S2O32-浓度较高时(0.5~3.5%),材料的耐点蚀性能下降趋缓。 利用动电位扫描和ESPI研究了pH值对304奥氏体不锈钢在3.5%NaCl溶液中点蚀行为的影响。动电位扫描结果表明,304不锈钢在三种溶液中的点蚀破裂电位Eb排序为(pH=3)(pH=7)(pH=14)。ESPI结果表明,在0.3V过电位下,304不锈钢在pH=3、pH=7、pH=14的3.5%NaCl溶液中,点蚀感应时间τ分别为0.5s、9s、28s。两种方法得出的结果一致,即304不锈钢在pH=14的NaCl溶液中耐点蚀性最好,在pH=3的NaCl溶液中耐点蚀性最差。由极化后304不锈钢表面蚀坑的SEM形貌图可知,在pH=3、pH=7的NaCl溶液中,蚀坑形貌相似呈浅口型;在pH=14的NaCl溶液中,蚀坑具有多孔花边盖状点蚀形貌特征。


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