Cl-對高氮不銹鋼在0.5mol/LNaOH溶液中腐蝕行為的影響
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自20世紀80年代末高氮奧氏體不銹鋼(簡稱高氮不銹鋼,HNSS)受到國際冶金界的重視以來,其使用范圍日益擴大。在高氮不銹鋼中,氮元素可以替代鎳元素起到穩定奧氏體的作用,改善材料的力學性能…
自20世紀80年代末高氮奧氏體不銹鋼(簡稱高氮不銹鋼,HNSS)受到國際冶金界的重視以來,其使用范圍日益擴大。在高氮不銹鋼中,氮元素可以替代鎳元素起到穩定奧氏體的作用,改善材料的力學性能,使材料具有較高的屈服強度和拉伸強度,增加材料的延展性,使材料具有高的斷裂韌性。同時,氮元素對局部腐蝕的影響約為鉻元素的20倍,使材料具有優良的抗點蝕能力。氮在鋼中容易出現偏析和氣孔、時效硬化等問題,這限制了高氮不銹鋼的應用。
不銹鋼具有良好耐蝕性的原因是其表面形成了有保護性的鈍化膜,這層鈍化膜阻止了金屬和腐蝕性離子的接觸,降低金屬的腐蝕速率。但是對于高氮不銹鋼表面鈍化膜目前還缺乏系統研究。通常不銹鋼在堿性溶液中形成的鈍化膜具有良好的保護作用,為了更好地表征Cl-對高氮不銹鋼鈍化膜的影響,本工作選擇在0.5mol/LNaOH溶液中加入NaCl,利用極化曲線、電化學阻抗譜和電容-電位曲線,研究Cl-含量對高氮不銹鋼腐蝕行為的影響。
試驗材料為高氮不銹鋼,其化學成分(質量分數)為:0.04%C,0.24%Si,15.80%Mn,0.017%P,0.005%S,18.40%Cr,2.19%Mo,0.66%N,余量Fe。先將原材料在JNL-172KL高真空爐中冶煉,然后澆鑄成鑄錠,再依次經過鍛造、熱軋和冷軋。然后,對高氮不銹鋼進行固溶處理,即在1050℃下保溫30min,然后水淬并冷卻到室溫。將固溶處理后的高氮不銹鋼線切割成10mm×10mm×5mm的試樣,再用丙酮除油,將試樣與銅導線焊接后用環氧樹脂密封,露出1cm2的工作面積。測試前,用240#~800#SiC水砂紙逐漸打磨所有試樣表面,然后用蒸餾水沖洗干凈,吹干后置于干燥器中備用。
用光學顯微鏡觀察固溶處理后高氮不銹鋼的顯微組織;采用X射線衍射儀分析高氮不銹鋼的相組成。分析結果表明:
(1)高氮不銹鋼在堿性NaCl溶液中具有良好耐蝕性,極化曲線表現出陽極鈍化特征,Cl-濃度對點蝕電位無顯著影響,鈍化電流密度隨Cl-濃度的增加而增大。
(2)當Cl-濃度增加到1.00mol/L時,高氮不銹鋼表面生成的鈍化膜呈n型半導體,仍然具有良好的保護性,鈍化膜的載流子密度隨著Cl-濃度的增加而增大。
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