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不锈钢的电化学腐蚀性能研究

牛绍蕊  
【摘要】: 不锈钢广泛应用于生产、生活各方面,耐蚀性能是其最重要的使用性能。本文针对铁素体不锈钢430、410S、409L,结合其微观组织,重点研究了其热轧板材的耐腐蚀性能,并与奥氏体不锈钢304作对比,为进一步提高四种不锈钢的耐蚀性能、改良工艺提供理论依据并指导生产。 首先用电化学方法研究了304、430、410S和409L热轧试样在氧化性、还原性、碱性、盐溶液及氧化-还原性溶液中的耐蚀能力。测得不锈钢在不同腐蚀介质中的极化曲线,通过特征参数评定其耐蚀能力。在氧化性介质中,有明显的钝化平台,以维钝电流为评价标准,自腐蚀电位是判断金属发生腐蚀的倾向。由于304的Cr含量较高,钝化能力强,故其耐蚀性较好。对于不同腐蚀介质这四种不锈钢的耐蚀性能从高到低均为:NaOH、FeCl3、10%HCl、混合酸、80%H2SO4。 其次本文根据不锈钢在5种不同腐蚀介质中的多种极化曲线进行总结归纳,依据阴极极化曲线与阳极极化曲线交点位置的不同,可将实验所用不锈钢的极化曲线分为三种类型:有钝化平台的极化曲线;无钝化平台的极化曲线;多次钝化的极化曲线。不同类型的极化曲线,既显示了不同介质的性质特征,又显示了不同材料的腐蚀行为,同时对浸泡腐蚀试验的影响不同。不锈钢在80%H2SO4均有完整的钝化平台,在浸泡腐蚀中可发生钝化现象。10%HCl为还原性酸,不锈钢在其中不能发生钝化,只能通过阳极钝化出现较短小的钝化平台。不锈钢极化曲线在碱溶液中整体下移(腐蚀电流降低),且存在钝化平台,所以浸泡腐蚀速度相应变小。奥氏体不锈钢在三氯化铁溶液中的极化曲线存在钝化平台,而铁素体不锈钢则没有,所以浸泡腐蚀中430、410S和409L比304腐蚀严重。由于混合酸中既有氧化性硝酸可以使不锈钢钝化,又有还原性盐酸(含Cl-)可破坏钝化膜,所以会出现多次钝化现象。 最后用循环伏安法测定这4种不锈钢的耐晶间腐蚀和耐点蚀能力。从Ir/Ia的比值判断304具有最好的耐晶间腐蚀能力,其次为430、409L,410S最差。在点蚀试验中,击穿电位Eb越高,金属的钝态越稳定,其发生点蚀所需的电位也就越高,而Eb和Ep值越接近,说明钝化膜修复能力越强。由扫描电镜照片和Eb-Ep值判断这四种不锈钢的耐点蚀能力由高到低依次为:410S、409L、304、430。


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