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Cl-对高氮不锈钢在0.5mol/LNaOH溶液中腐蚀行为的影响

2017-12-05 11:23 来源:中国联合钢铁网
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自20世纪80年代末高氮奥氏体不锈钢(简称高氮不锈钢,HNSS)受到国际冶金界的重视以来,其使用范围日益扩大。在高氮不锈钢中,氮元素可以替代镍元素起到稳定奥氏体的作用,改善材料的力学性能,使材料具有较高的屈服强度和拉伸强度,增加材料的延展性,使材料具有高的断裂韧性。同时,氮元素对局部腐蚀的影响约为铬元素的20倍,使材料具有优良的抗点蚀能力。氮在钢中容易出现偏析和气孔、时效硬化等问题,这限制了高氮不锈钢的应用。 不锈钢具有良好耐蚀性的原因是其表面形成了有保护性的钝化膜,这层钝化膜阻止了金属和腐蚀性离子的接触,降低金属的腐蚀速率。但是对于高氮不锈钢表面钝化膜目前还缺乏系统研究。通常不锈钢在碱性溶液中形成的钝化膜具有良好的保护作用,为了更好地表征Cl-对高氮不锈钢钝化膜的影响,本工作选择在0.5mol/LNaOH溶液中加入NaCl,利用极化曲线、电化学阻抗谱和电容-电位曲线,研究Cl-含量对高氮不锈钢腐蚀行为的影响。 试验材料为高氮不锈钢,其化学成分(质量分数)为: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。先将原材料在JNL-172KL高真空炉中冶炼,然后浇铸成铸锭,再依次经过锻造、热轧和冷轧。然后,对高氮不锈钢进行固溶处理,即在1050℃下保温30min,然后水淬并冷却到室温。将固溶处理后的高氮不锈钢线切割成10mm×10mm×5mm的试样,再用丙酮除油,将试样与铜导线焊接后用环氧树脂密封,露出1cm2的工作面积。测试前,用240#~800#SiC水砂纸逐渐打磨所有试样表面,然后用蒸馏水冲洗干净,吹干后置于干燥器中备用。 用光学显微镜观察固溶处理后高氮不锈钢的显微组织;采用X射线衍射仪分析高氮不锈钢的相组成。分析结果表明: (1)高氮不锈钢在碱性NaCl溶液中具有良好耐蚀性,极化曲线表现出阳极钝化特征,Cl-浓度对点蚀电位无显著影响,钝化电流密度随Cl-浓度的增加而增大。 (2)当Cl-浓度增加到1.00mol/L时,高氮不锈钢表面生成的钝化膜呈n型半导体,仍然具有良好的保护性,钝化膜的载流子密度随着Cl-浓度的增加而增大。

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