316L不锈钢在含氯高温醋酸溶液中的自钝化行为

研究了316L不锈钢在85 ℃,含0.2% KCl的60%醋酸溶液中的自钝化行为. 通过测试试样的恒电流阴极极化曲线,以及恒电流阴极极化后开路电位随时间的变化曲线,提出了316L不锈钢钝化膜的结构模型. 该模型认为316L不锈钢钝化膜由三层构成:最外层主要是由Fe的氧化物以及少量Cr的氧化物组成;第二层主要是Cr的氧化物,含有少量Fe,Mo和Ni的氧化物;最底层主要是Mo,Ni的氧化物和少量的Fe原子. 研究发现: 316L不锈钢在实验醋酸溶液中,经10 mA阴极电流极化15 min后钝化膜生长参数γ最大,而经0.45 mA阴极电流极化30 min后钝化膜生长参数γ最小;316L不锈钢在实验醋酸溶液中,经10 mA阴极电流极化30 min后,自钝化电位最小,而经1 mA阴极电流极化15 min后,自钝化电位最大. 钝化膜结构模型能很好地解释316L不锈钢在实验醋酸溶液中的上述电化学行为.     

钝化预处理对316L不锈钢在漂液中电化学腐蚀性能的影响

采用电化学测试、SEM分析等方法,研究了316 L不锈钢在质量分数为30%的浓硝酸溶液及98%硫酸+20 g/L硝酸钾混合液两种钝化剂预处理后的特性,以及在ClO2漂液中的电化学抗腐蚀性能。结果表明,316 L不锈钢在25℃、30%硝酸介质中处理30 min时抗点蚀能力ΔE可达到773 mV,钝化效果较好。EIS图谱表明:316 L不锈钢在ClO2漂液中具有双容抗弧特征,钝化处理容抗弧半径较未钝化的增大,处理后的316 L不锈钢在60℃出现了Warburg阻抗;钝化膜的外层电阻和内层电阻均比未钝化的大。经钝化处理后的316 L不锈钢在ClO2漂液中的受腐蚀速率较未钝化的降低近一半,与钛材相比耐蚀性较差,但能在一定条件下起到减缓腐蚀的作用。     

溶液pH值对不锈钢亚稳态孔蚀行为的影响

用测试动电位的电流-时间曲线法研究了不锈钢在不同pH值的NaCl溶液中的亚稳态孔蚀行为.结果表明,随溶液pH值升高,316L不锈钢在NaCl溶液中的亚稳孔形核电位Em和孔蚀电位Eb均正移;不同NaCl浓度下,Em和Eb随溶液pH值的变化趋势基本一致.溶液pH值对亚稳孔形核数有明显影响,随pH值升高形核数降低.但pH值对亚稳态孔蚀过程的动力学参数,包括亚稳孔生长速度、峰值电流和平均寿命,均影响不大.     

支持向量回归预测不锈钢的点蚀电位

点蚀是不锈钢的主要腐蚀类型之一, 常用点蚀电位来评价不锈钢腐蚀的难易程度. 点蚀电位会受到多方面因素的影响. 基于不锈钢的元素成分和工艺参数, 采用支持向量回归(support vector regression, SVR)算法建立了预测点蚀电位的模型. 结果表明: 独立测试集的相关系数达到 0.97, 均方根误差(root mean square error, RMSE)仅为 0.07; 通过 Pearson 相关分析和敏感性分析, 元素 Cr、Mo 的含量和温度对点蚀电位的影响较大; 当存在少量稀土元素时可以提高不锈钢的抗腐蚀能力.     

铬硅锰氧化物夹杂诱发316L不锈钢点蚀行为研究

采用原位分析法及化学浸泡法并结合扫描电镜和能谱仪分析,对316L不锈钢中三种典型铬硅锰氧化物夹杂诱发不锈钢点蚀行为进行分析,并探究其腐蚀机理。结果表明,在质量分数为6%的FeCl_3溶液浸泡腐蚀下,316L不锈钢中三种典型铬硅锰氧化物夹杂耐蚀性从大到小的顺序依次为:单一贫铬相(w(Cr)15%)铬硅锰氧化物夹杂单一富铬相(w(Cr)15%)铬硅锰氧化物夹杂MnS与铬硅锰氧化物复合相夹杂;单一相夹杂诱发的点蚀是以小孔腐蚀的形式始发于夹杂物内部,其部位靠近夹杂与基体界面处;而对于MnS与铬硅锰氧化物复合相夹杂诱发的点蚀,首先是夹杂外层包裹的硫化物在较短时间内发生溶解,使得夹杂与基体交界处产生微缝隙,进而导致不锈钢点蚀的产生;铬硅锰氧化物夹杂中铬含量过高(w(Cr)15%)或过低(w(Cr)6%),均会降低不锈钢的抗腐蚀性能。     

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.     

温度和Cl-质量分数对304不锈钢耐点蚀性能的影响

采用线性极化技术和动电位循环伏安法2种电化学测试技术,研究温度和氯离子的质量分数对304不锈钢耐点蚀性能的影响,从而得到二者对点蚀的影响规律.结果表明:随着温度的升高和氯离子质量分数的增大,304不锈钢点蚀坑的孔径和数量均变大,电流密度也变大,击穿电位Eb负移,钝化区变窄,因此二者的升高使钝化膜的修复能力变差,点蚀敏感性增加.同时得到Eb与温度、Cl-质量分数都呈线性关系:温度每升高10℃,Eb向负方向移动约30 mV.Cl-质量分数每增加0.5%,Eb向负方向约移动10 mV.Eb-Ep随着温度或Cl-质量分数的升高而变大,但其与温度或Cl-质量分数并不成线性关系.     

柠檬酸环境友好钝化液配方研究

针对传统的不锈钢钝化液使用浓硝酸、浓硫酸、铬酸等强氧化剂存在较高的安全隐患,操作条件苛刻的问题,采用挂片在滚筒中旋转浸泡的方式进行钝化,研究不锈钢柠檬酸双氧水钝化工艺,探讨最佳工艺条件,并利用塔菲尔曲线测得其自腐蚀电流密度以表征其耐腐蚀性能.研究表明:钝化效果的影响因素显著性顺序为柠檬酸质量分数>双氧水质量分数>钝化温度>钝化时间;柠檬酸环境友好钝化液的最佳配方为:柠檬酸质量分数10%,双氧水质量分数15%,稳定剂F质量分数15%,缓蚀剂E质量分数1%,温度40,℃,钝化时间60,min.柠檬酸双氧水钝化后测得不锈钢自腐蚀电流密度为5.210×10-6,μA/cm2,小于传统钝化后测得的不锈钢自腐蚀电流密度(6.098×10-6,μA/cm2).新型的柠檬酸配方钝化效果比传统配方的钝化效果好,对环境的污染负荷小,为化工集装罐实际钝化应用提供了基础数据.     

304 L不锈钢焊缝在混凝土模拟孔隙液中的点蚀行为

采用动电位极化曲线、电化学阻抗谱、Mott-Schottky曲线等电化学方法研究了以308 L为焊丝的304 L不锈钢焊接接头在不同氯离子含量的混凝土模拟孔隙液中腐蚀行为和电化学规律。随Cl-增加,304 L不锈钢焊接接头的三个区域(母材、焊缝和热影响区)在混凝土模拟孔隙液中的自腐蚀电位、点蚀电位及电荷转移电阻降低,钝化膜中载流子密度和焊接接头的点蚀坑数量增加。在同浓度的腐蚀溶液中,308 L的焊缝区域耐蚀性最佳,热影响区次之,304 L基体表现出低的电荷转移电阻和高的掺杂浓度使得母材的耐蚀性最差。     

Effects of chloride ion concentration and pH values on the corrosion behavior of Cr12Ni3Co12Mo4W ultra-high-strength martensitic stainless steel

The effects of Cl- ion concentration and pH values on the corrosion behavior of Cr12Ni3Co12Mo4W ultra-high-strength martensitic stainless steel (UHSMSS) were investigated by a series of electrochemical tests combined with observations by stereology microscopy and scanning electron microscopy. A critical Cl- ion concentration was found to exist (approximately 0.1wt%), above which pitting occurred. The pitting potential decreased with increasing Cl- ion concentration. A UHSMSS specimen tempered at 600°C exhibited a better pitting corrosion resistance than the one tempered at 400°C. The corrosion current density and passive current density of the UHSMSS tempered at 600°C decreased with increasing pH values of the corrosion solution. The pits developed a shallower dish geometry with increasing polarization potential. A lacy cover on the pits of the UHSMSS tempered at 400°C accelerated pitting, whereas corrosion products deposited in the pits of the UHSMSS tempered at 600°C hindered pitting.     

奥氏体不锈钢再钝化膜的耐腐蚀性能研究

奥氏体不锈钢自发钝化膜非常薄,在一些特定的阴离子环境中容易发生腐蚀而破坏,而且不锈钢仅有金属光泽,颜色过于单调.采用再钝化实验工艺使金属表层生成一层化学转化膜,不仅能提高不锈钢的耐腐蚀性能,还能利用对光的干涉作用使金属表面呈现不同的色彩.本文利用酸性化学着色,把经过再钝化的试样和未经过再钝化的试样浸入FeCl3溶液中进行腐蚀试验,全面腐蚀和点蚀结果均表明,经过再钝化的试样的耐腐蚀性能明显高于未经过再钝化的试样.该工艺具有较好的实用价值.     

含氮316L不锈钢氮合金化工艺研究

在常压和真空条件下研究了温度与氮分压对316L不锈钢中氮溶解度的影响,钢中氮的溶解度随着温度的降低而升高,随着氮分压的增大而增大.建立了316L不锈钢氮溶解度热力学计算模型,不同吹氮条件下氮溶解度实测值与热力学模型计算值较吻合.在1773～1873K条件下,生产控氮型316L不锈钢,氮分压要控制在6～28kPa以上;生产中氮型316L不锈钢,氮分压要控制在22～101kPa以上.常压下吹氮10min,钢液含氮量即可超过0.10%.     

304不锈钢在西沙海洋大气环境中的腐蚀行为

采用扫描电镜、能谱、电化学阻抗谱和拉曼光谱等分析测试手段,研究了西沙群岛苛刻海洋大气环境下,经过不同时间暴露后304不锈钢的腐蚀行为和机理.304不锈钢在西沙大气暴露后的腐蚀类型主要是以局部腐蚀的点蚀为主,腐蚀产物主要由β-FeOOH、γ-Fe₂O₃和Fe₃O₄组成.随暴露时间的延长,不锈钢表面钝化膜的稳定性变差,点蚀数目增加、点蚀坑深度增大日.表面腐蚀产物覆盖率也逐渐增多.与其他部位相比,点蚀更容易在表面划痕处产生.提高表面加工精度,有助于提高其耐腐蚀性能.     

316L不锈钢粉末的电子束选区熔化成形

电子束选区熔化技术在人体植入物、航空航天小批量零件的直接快速制造方面具有重要的意义。为此,该文采用自行研制的电子束选区熔化设备,研究了电子束选区熔化316L不锈钢粉末的工艺参数、微观组织及熔化成形机理。结果表明:电子束电流、作用时间和聚焦电流对层间结合情况影响较大,作用时间和填充线间距对可成形性影响较大;当能量密度系数为62.8 GJ/m3、基板厚度为0.5mm时,制备的成形件晶粒细小,组织均匀,无气孔、裂纹及未熔颗粒等缺陷出现。     

不锈钢在高温高浓度溴化锂溶液中电化学行为研究

在60％LiBr 0.07mol/L LiOH溶液中，研究了LiNO3和Na2MoO4对304和430不锈钢电化学行为的影响。结果表明，添加LiNO3对两种钢均具有良好的缓蚀效率，但LiNO3达到1000mg/L时430钢产生点蚀。复合添加150mg/L Na2MoO4后，NO3^-能优先封闭金属表面活性点，并且促进稳定的Mo保护膜形成，对304钢和430钢表现出更佳的缓蚀效果。     

残余应力对表面纳米化316L不锈钢疲劳性能影响

超声喷丸处理工艺在316L不锈钢表面制备出了纳米表面晶层,对表面纳米化后和未表面纳米化的316L不锈钢试样进行拉拉低周疲劳试验,然后对试件进行表面残余应力进行测试,并对表面纳米化后材料疲劳性能的影响机理进行了初步分析探讨.研究结果表明,超声喷丸表面纳米化处理可以有效使材料在表面产生残余压应力,并使得表面晶粒细化,从而有效抑制疲劳裂缝萌生,提高材料疲劳寿命.     

316L不锈钢应力腐蚀研究进展

316L不锈钢具备良好的力学性能、焊接性能、耐蚀性能,被广泛应用于化工管道、船舶及核电等领域。因其应用环境复杂,316L不锈钢在特定介质环境和拉应力的协同作用下,易发生应力腐蚀开裂,导致严重事故。概述了316L不锈钢应力腐蚀裂纹萌生及扩展的规律,总结了其应力腐蚀的阳极溶解和氢致开裂两种微观主导机制的特点。在此基础上,针对介质环境、材料、表面应力状态3个影响因素,综述了近年来通过调节介质环境的pH、溶液浓度、引入压应力、优化微观结构及涂层工艺等方面,改善316L不锈钢应力腐蚀性能的研究进展。最后,基于316L不锈钢面临的应力腐蚀问题,从应力腐蚀机制和防护措施两方面展望了316L不锈钢应力腐蚀的研究热点和方向。     

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...     

316L不锈钢在醋酸溶液中的钝化膜电化学性质

通过电化学阻抗方法测量316L不锈钢在25～85 ℃的醋酸溶液中的EIS曲线和Mott-Schottky曲线,并测量各温度点下的循环伏安曲线,研究了钝化膜的电化学性质. 研究结果表明:在醋酸溶液中的阻抗谱表明316L不锈钢在25～85 ℃温度范围内均能形成稳定的钝化膜,随温度升高极化阻力下降而界面电容增大. 温度对于316L不锈钢钝化膜的半导体本征性质没有根本的影响:在-0.5～0.1 V电位区间内钝化膜呈p型半导体特征;在0.1～0.9 V电位区间内钝化膜呈n型半导体特征;在0.9～1.1 V电位区间内钝化膜呈p型半导体特征. 钝化膜的循环伏安曲线显示当温度低于55 ℃时,钝化膜结构比较稳定;当温度为55 ℃时,钝化膜稳定性趋向恶化;当温度超过55 ℃时,钝化膜稳定性下降.     

钼对铸造双相不锈钢组织及耐点蚀性能的影响

研究了钼含量对铸造双相不锈钢显微组织及耐点蚀性能的影响。探讨了耐点蚀性能、含钼量、组织彼此之间的关系。结果表明：随钼含量增加，钢中ｒ相含量逐渐减少。当钼含量超过一定量后，组织的均匀程度降低，并存在Ｘ相。随钼含量的增加，钢的耐点蚀性能逐渐提高；当钼量超过一定量后，耐点蚀性能明显降低，耐点蚀性能与组织的均匀程度及Ｘ相的存在有关。