304不锈钢在模拟压水堆一回路水中高温电化学腐蚀行为

通过模拟压水堆一回路水环境,研究了氯离子浓度和溶解氧对304不锈钢高温电化学腐蚀行为的影响.动电位极化曲线结果表明,氯离子浓度主要影响高电位下的二次钝化效应,低电位下影响效果不明显,结合X射线光电子能谱对氧化膜元素成分的分析发现二次钝化效应与氧化膜中Fe/Cr元素含量比密切相关.电化学阻抗谱和扫描电镜结果表明,随着氯离子浓度增加,氧化膜阻抗逐渐降低,表面外层氧化物颗粒和间隙逐渐增大,耐腐蚀性能降低.随着溶解氧含量的升高,304自腐蚀电位逐渐升高,钝化电流密度降低,钝化区间缩小,表面氧化膜阻抗逐渐增加.     

不同种不锈钢电化学腐蚀性能的对比

采用CHI660D电化学工作站研究304、316L、2205、2507不锈钢在模拟塔里木油田复杂腐蚀介质中的电化学腐蚀性能,并通过扫描电子显微镜(SEM)对其表面的腐蚀产物膜进行对比分析.结果表明:2种复杂腐蚀介质条件下,随温度升高,4种不锈钢的耐蚀性和抗点蚀能力都会降低.CO2的通入对不锈钢的腐蚀过程影响较为复杂.20℃时,4种不锈钢的耐蚀性和抗点蚀能力随CO2的加入均降低;而50、80℃时,4种不锈钢的耐蚀性和抗点蚀能力则会增强.相同腐蚀条件下,4种不锈钢的耐腐蚀能力由强到弱的顺序为:2507、2205、316L、304.     

温度对SUS304与SUS430不锈钢耐腐蚀性及其钝化膜半导体性能的影响

使用SUS304与SUS430不锈钢作为研究材料,应用动电位极化曲线、交流阻抗谱(EIS)和电容电位法(Mott-Schottky)等电化学研究方法,对比研究了SUS304与SUS430不锈钢在1mol/L的NaHCO3溶液中、20~80℃温度内的腐蚀性能及其钝化膜半导体性能。结果表明,随着温度的升高,SUS304与SUS430不锈钢自腐蚀电流增加,溶液电阻与极化电阻减小,弥散效应增强;由M-S曲线知,在-0.5~0.5V电位区间,20~80℃温度内,SUS304与SUS430不锈钢钝化膜均表现为n型半导体性质,M-S曲线拟合直线斜率随温度的升高而降低,平带电位负移;可见在温度作用下,钝化膜半导体费米能级正移,使能级差减小而造成以氧空位为主要点缺陷的浓度增大,导致SUS304与SUS430不锈钢腐蚀加剧。其中SUS304奥氏体不锈钢比SUS430铁素体不锈钢具有较好的耐蚀性。本研究对探索腐蚀机理与选择合理的防腐新材料具有一定的借鉴作用。     

核电蒸汽发生器690合金管在高温高压水中的腐蚀电化学行为

通过模拟压水堆一回路水环境,研究了溶液温度(25~285°C)和溶解氧(DO)(20μg/L,2.1mg/L,8.4mg/L)对690合金电化学腐蚀行为的影响,及690合金在一回路水环境中的均匀腐蚀行为.极化曲线和光电子能谱的结果分析表明:随着溶液温度的升高,690合金的自腐蚀电位下降,自腐蚀电流密度增大,钝化区缩小;随着DO的升高,690合金的自腐蚀电位升高,自腐蚀电流密度降低,钝化区缩小;690合金在一回路水环境中的均匀腐蚀速率为0.244mg/(dm2·h1/2),形成了外层富Fe、Cr和Ni的氢氧化物和内层富Fe、Cr和Ni的金属氧化物的氧化膜.     

氮含量和环境温度对316L不锈钢耐腐蚀性的影响

研究低温条件下腐蚀溶液温度以及钢中氮含量对316L奥氏体不锈钢耐腐蚀性能的影响,在1 mol/L H2SO4+0.5 mol/L NaCl的腐蚀液中,对氮含量为0.009 5%～0.557 5%的316L奥氏体不锈钢进行阳极极化曲线及电化学阻抗测量.结果表明,提高氮含量,316L奥氏体不锈钢耐蚀性增强;腐蚀液温度升高,316L奥氏体不锈钢耐蚀性减弱.     

压水堆一回路主管道316 L不锈钢的电化学腐蚀行为

通过中心复合设计试验法设计试验,结合动电位极化曲线和电化学阻抗谱的测量以及氧化膜形貌观察和成分测量,研究了温度(30~350℃)、Cl-质量浓度(10~1000μg·L-1)和溶解氧质量浓度(0~200μg·L-1)3种因素对压水堆一回路主管道316L不锈钢电化学腐蚀性能的影响.结果表明:温度是影响316L不锈钢电化学腐蚀性能最显著的因素,温度越高,腐蚀电流密度越大,点蚀电位越低;Cl-浓度和溶解氧浓度对316L不锈钢电化学腐蚀性能的影响与温度密切相关,温度较低时(T<150℃),Cl-浓度和溶解氧浓度均对316L腐蚀电流密度几乎无影响,但点蚀电位却随Cl-浓度增加和溶解氧浓度的降低而降低;温度较高时,分别为T>130℃和T>150℃,Cl-浓度和溶解氧浓度均对316L点蚀电位几乎无影响,但腐蚀电流密度却随Cl-和溶解氧的浓度增加而显著增加,腐蚀加剧.电化学阻抗谱的测量和氧化膜形貌的观察也进一步验证了上述试验结果.     

纳米晶304不锈钢腐蚀表面氧化物价态谱表征

采用X射线光电子能谱(XPS),对比研究了纳米晶304不锈钢(BN-SS304)和普通304不锈钢(CP-SS304)在6mol/L盐酸溶液中室温浸泡5d后表面氧化物纵向分布的价带谱。纳米晶304不锈钢价态谱曲线的强度高于普通304不锈钢的价态谱曲线,且纳米晶304不锈钢的价态谱曲线变化不明显,说明纳米晶304不锈钢氧化膜成分和电子结构稳定,也可能是由纳米晶304不锈钢致密的氧化膜引起的。普通304不锈钢表面氧化膜的价态谱曲线变化明显,有的峰位甚至消失,说明普通304不锈钢氧化膜疏松和有氧吸附,也可能是吸附的氧与其他原子作用影响峰位变化。这也为理解纳米晶304不锈钢在盐酸溶液中腐蚀的微观机制提供依据。     

镁基氯化物熔盐对奥氏体不锈钢的腐蚀性分析

为了解镁基三元氯化物熔盐Na Cl-Ca Cl2-Mg Cl2在储热过程中对奥氏体不锈钢的腐蚀性,采用质量损失法研究了5种不锈钢(201、304、310S、316L和321型)在该熔盐中的短期腐蚀行为.对抗腐蚀性较好的316L不锈钢进行了长期腐蚀性研究,采用XRD和SEM分析了腐蚀层的物相和形貌随腐蚀时间的变化.结果表明:金属在无盖坩埚中比在加盖坩埚中的浸没腐蚀质量损失更大;其中含Mo的316L不锈钢在加盖坩埚中于500、600和700℃对熔盐均表现出了较好的耐腐蚀性,316L不锈钢在600℃下的腐蚀速率为0.347 mm/y;腐蚀5 d后316L不锈钢表面仍呈现金属基底的衍射峰,但10 d后表面出现Mg O的衍射峰;腐蚀5 d后316L不锈钢表面呈多孔状态,10 d后前期腐蚀形成的孔洞逐渐被Mg Cl2高温水解生成的Mg O填充.     

奥氏体不锈钢双极板的低温超饱和气体渗碳表面改性

通过低温超饱和气体渗碳(LTCSGC)处理,在316L不锈钢双极板表面形成了一层厚度约30μm的渗碳层,研究了从基体沿渗碳层深度方向的碳的质量分数、残余应力、硬度分布和相结构,测量了渗碳后316L不锈钢双极板的接触电阻,分析了渗碳后316L不锈钢双极板在模拟质子交换膜燃料电池(PEMFC)环境中的耐腐蚀性能.结果表明:渗碳层是由膨胀奥氏体相组成的梯度材料,从渗碳层表面到基体的碳的质量分数、残余应力和硬度逐渐降低;经过LTCSGC处理后,316L不锈钢双极板的接触电阻降低了34%;在模拟PEMFC的阳极环境中,其自腐蚀电位升到-79 mV,高于工作电位-0.1 V,获得了阴极保护;在模拟PEMFC的阴极环境中,其自腐蚀电位提高了260 mV,抗腐蚀性能显著提高,恒电位极化腐蚀电流密度降低了75%.     

循环水温度对10~#碳钢和316L不锈钢电化学行为的影响

为了明确循环水温度对不同材质的换热设备的缓蚀影响,利用电化学腐蚀测量方法,研究加入阻垢缓蚀剂的循环水在不同温度下对10#碳钢和316L不锈钢的电化学腐蚀行为,测定极化曲线。结果表明:随着循环水温度的升高,阻垢缓蚀剂对10#碳钢和316L不锈钢的最佳缓蚀温度不同。当循环水温度为40℃时,对316L不锈钢的缓蚀作用最好;对10#碳钢的缓蚀作用是随着温度的升高而逐渐增强;当循环水温度为60℃时,对10#碳钢的缓蚀效果最好,316L不锈钢的耐腐蚀性要优于10#碳钢。由于10#碳钢和316L不锈钢有着不同的电化学腐蚀机理,因此导致了两种材质在循环水中最佳的缓蚀温度也是不同的。     

Pitting corrosion and crevice corrosion behaviors of high nitrogen austenitic stainless steels

Pitting corrosion and crevice corrosion behaviors of high nitrogen austenitic stainless steels (HNSS) were investigated by electrochemical and immersion testing methods in chloride solution, respectively. The chemical constitution and composition in the depth of passive films formed on HNSS were analyzed by X-ray photoelectron spectrum (XPS). HNSS has excellent pitting and crevice corrosion resistance compared to 316L stainless steel. With increasing the nitrogen content in steels, pitting potentials and critical pitting temperature (CPT) increase, and the maximum, average pit depths and average weight loss decrease. The CPT of HNSS is correlated with the alloying element content through the measure of alloying for resistance to corrosion (MARC). The MARC can be expressed as an equation of CPT=2.55MARC-29. XPS results show that HNSS exhibiting excellent corrosion resistance is attributed to the enrichment of nitrogen on the surface of passive films, which forms ammonium ions increasing the local pH value and facilitating repassivation, and the synergistic effects of molybdenum and nitrogen.     

锌对316L奥氏体不锈钢氧化膜影响的XPS分析

通过模拟压水堆-回路高温高压水化学环境,对316L奥氏体不锈钢进行了10、60和120μg/L锌浓度下的动水加锌实验,用X射线光电子能谱(XPS)对其表面氧化膜结构进行分析.结果表明,加锌能有效降低材料的腐蚀速率,在一定范围内加锌浓度(10~60μg/L)越高,腐蚀增重越小;锌对铁镍尖晶石结构中的Fe2+和Ni 2+有替换作用,形成稳定的ZnCr2O4.     

Damage mechanism at different transpassive potentials of solution-annealed 316 and 316l stainless steels

Electrochemical impedance spectroscopy (EIS), anodic polarization and scanning electron microscopy techniques were used to investigate the damage mechanism in the transpassive potential region of AISI 316 and AISI 316L solution-annealed stainless steels (SS) with different degrees of sensitization. Depending on the DC potential applied during EIS tests, the AC responses in the transpassive region included three different regions:the first one associated with anodic dissolution of the passive layer, the second one contributed to the dissolution at the area near grain boundaries, and the last one attributed to pitting corrosion. In addition, the fitting results to experimental data showed that as the DC bias during the EIS test increases the charge transfer resistance (R_ct) decreases. Moreover, the R_ct values decreased as the sensitization temperature increases but the AISI 316L SS samples exhibited a higher resistance to intergranular corrosion than 316 SS samples.     

Damage mechanism at different transpassive potentials of solution-annealed316 and 3161 stainless steels

Electrochemical impedance spectroscopy(EIS),anodic polarization and scanning electron microscopy techniques were used to investigate the damage mechanism in the transpassive potential region of AISI 316 and AISI 316 L solution-annealed stainless steels(SS)with different degrees of sensitization.Depending on the DC potential applied during EIS tests,the AC responses in the transpassive region included three different regions:the first one associated with anodic dissolution of the passive layer,the second one contributed to the dissolution at the area near grain boundaries,and the last one attributed to pitting corrosion.In addition,the fitting results to experimental data showed that as the DC bias during the EIS test increases the charge transfer resistance(R_(ct)) decreases.Moreover,the R_(ct) values decreased as the sensitization temperature increases but the AISI 316 L SS samples exhibited a higher resistance to intergranular corrosion than 316 SS samples.     

Properties of passive film formed on 316L/2205 stainless steel by Mott-Schottky theory and constant current polarization method

Semiconductor properties of the passive films formed on 316L and 2205 stainless steel were studied by Electrochemical Impedance Spectroscopy(EIS) in the high-temperature acetic acid.The results showed that the corrosion resistance of 2205 was higher than that of 316L,and the passive films formed on 316L and 2205 stainless steel showed p-type and n-type semiconductor behavior,respectively.Destruction and self-repairing of passive films were studied by using the constant current polarization method.The result...     

水溶液中苯酚电化学聚合膜的耐蚀性研究

应用电化学法从苯酚水溶液中制取聚苯酚膜并对其进行了耐蚀性研究。以304不锈钢为电极,Na₂SO₄为电解质,电化学法处理苯酚水溶液,阳极不锈钢表面覆有膜状反应产物,红外分析证实该产物中含有聚苯酚。采用点蚀电位法评判不同反应条件下形成的聚苯酚膜的耐蚀性能,结果表明在0.1mol/L苯酚与0.1mol/L硫酸钠的混合水溶液中、2.4V槽电压、常温、反应1h后形成的聚苯酚膜的耐蚀性能最好。采用扫描电镜分析不同反应时间下形成的聚苯酚膜,结果表明聚苯酚膜以层状方式生长,形成的片层叠加结构有利于提高聚苯酚膜的耐蚀性。     

渗钛合金层对316L不锈钢晶间腐蚀性能的影响

采用等离子表面合金化技术在316L不锈钢表面进行渗钛处理,对渗层的结构及其晶间腐蚀性能进行了分析,结果表明,在温度为1000℃、保温时间为3.5h的渗钛条件下形成了表面改性合金层。在不锈钢10%草酸浸蚀试验中,316L不锈钢基体呈现七类凹坑组织Ⅱ晶间腐蚀;而渗钛合金层几乎没有发生晶间腐蚀,显著提高了316L不锈钢的耐晶间腐蚀性能。     

高温浓硫酸中氟离子掺入对不锈钢耐蚀性能的影响

采用浸泡法和电化学测试方法结合扫描电镜和能谱仪研究了高温浓硫酸中氟离子的掺入对304、2507以及904L三种不锈钢耐蚀性能的影响.结果表明:氟离子的掺入对三种不锈钢在浓硫酸中的腐蚀具有抑制作用,综合来看,904L具有更为稳定的耐蚀性能;三种不锈钢在高温浓硫酸中由于生成了热力学不稳定的硫化镍而产生了活化转钝化现象,而掺入氟离子会和硫离子发生竞争使其排挤出电极表面,氟离子与镍离子结合形成另外一种更稳定的阻挡层使不锈钢耐蚀性提高.