哌啶缓蚀作用的原子吸收光谱研究——Ⅰ.304不锈钢、工业纯铁、铬、镍在盐酸中的腐蚀行为及哌啶的缓蚀作用

采用原子吸收光谱(AAS),恒电位下电流～时间关系和极化曲线测试等方法研究了304不锈钢、纯铁、铬和镍四种材料在0.1mol/L HCl中的腐蚀行为及哌啶(PD)的缓蚀作用。结果表明:PD可有效地抑制304不锈钢在盐酸中的腐蚀。PD增强Cr在盐酸中的钝化性能,对铁、镍的腐蚀属阴极型缓蚀剂。AAS测试结果表明,304不锈钢的组分元素Fe、Cr、Ni和Mn在盐酸中分别以 2, 3, 2和 2价离子形式溶解,价态不受缓蚀剂的影响。PD对304不锈钢在盐酸中的腐蚀存在“选择性抑制”效应,能显著减缓Cr和Ni的溶解,改变各元素溶解的比例,导致耐蚀组分在电极表面富集。     

添加不同稀土元素对固体包埋法在 304 不锈钢表面制备 Ti / Cr-RE 双层涂层电化学性能的影响

目的选择合适的稀土制备Ti/Cr-RE双层涂层,提高不锈钢的耐腐蚀性能。方法采用两步粉末包埋法,先在304不锈钢表面渗Ti,再制备稀土改性Cr涂层,获得Ti/Cr-RE双层涂层。通过添加不同的稀土氧化物Y2O3和Ce O2,获得两种双层涂层,对比分析涂层的表面形貌、断面形貌及物相组成,利用电化学测试方法测定304不锈钢基体及两种Ti/Cr-RE双层涂层在3.5%(质量分数)Na Cl溶液中的电化学腐蚀性能。结果添加不同稀土元素钇、铈,都能在渗Ti不锈钢表面形成一层致密、连续的稀土改性渗铬层。在两种稀土元素改性的Cr涂层中,稀土元素分别与Cr,Fe,Ni,Ti形成了金属间化合物。304不锈钢基体的自腐蚀电位为-0.324 V,腐蚀电流密度为0.1363μA/cm2;钇改性铬涂层的自腐蚀电位为-0.341 V,腐蚀电流密度为0.2058μA/cm2;铈改性铬涂层则具有更高的自腐蚀电位(-0.263 V)及更低的腐蚀电流密度(0.030 86μA/cm2)。结论钇改性铬涂层不能提高304不锈钢基体的耐腐蚀性能,铈改性铬涂层可以明显提高基体的耐腐蚀性能。     

金属材料在模拟地热水环境中的腐蚀与结垢特性

目的地热水的腐蚀和结垢是地热资源开发利用的核心问题,研究几种常见金属材料在地热水中的腐蚀和结垢规律,为地热资源开发利用提供理论依据。方法通过扫描电子显微镜,X射线衍射仪、动态挂片试验、极化和交流阻抗测试等方法,对比研究紫铜、304不锈钢和20#碳钢在模拟地热水溶液中的腐蚀和结垢情况。结果 3种金属材料表面的结垢产物均为Ca CO3,20#碳钢表面的Ca CO3均为方解石相,304不锈钢和紫铜表面的Ca CO3包含方解石相和少量文石相,304不锈钢表面的Ca CO3分布较紫铜疏松,且含垢量较小。20#碳钢表面腐蚀产物的内层主要是黑色的Fe3O4,外层主要是黄色的Fe2O3;紫铜表面的腐蚀产物主要是铜的氧化物;304不锈钢表面无腐蚀产物。浸泡期间,304不锈钢未发生腐蚀且腐蚀电流密度最小;紫铜的整体耐蚀性能不及304不锈钢,但耐点蚀性能最佳;20#碳钢腐蚀严重,腐蚀电流密度较大。结论在模拟地热水溶液中,304不锈钢拥有比紫铜和20#碳钢更好的耐腐蚀性能和阻垢性能。     

表面粗糙度对304不锈钢早期点蚀行为影响的电化学方法

采用动电位扫描、电化学阻抗谱和电化学噪声等方法研究了4种不同表面粗糙度304不锈钢电极在质量分数为3％的NaCl溶液中的早期腐蚀行为.随着不锈钢电极表面粗糙度的下降,304不锈钢自腐蚀电位与点蚀电位均有所上升;电荷转移电阻噪声电阻明显升高,而电位标准偏差与电流标准偏差则有所降低;粗糙度0.25μm的电极在阻抗谱低频区出...     

锅炉电极材料交流腐蚀特性与选型研究

通过控制电流密度模拟电极锅炉的工况，开展TA2钛合金、304不锈钢和20#钢3种电极材料耐腐蚀实验和电化学实验，测量得到3种电极材料在不同浓度磷酸三钠溶液和不同电压下腐蚀前后电极腐蚀速率、极化电位和导电性等变化规律。结果表明，20#钢的腐蚀电流密度约为304不锈钢的4倍，钛电极的20倍。20#钢电极表面生成疏松的腐蚀产物，耐蚀性最差；钛电极的耐蚀性最好，但价格高；304不锈钢在500 A/m2的交流干扰下不能完整钝化，表面发生点蚀，但综合考虑耐腐蚀性、导电能力和经济性原则，在锅炉预期寿命较长的情况下，应选用不锈钢作为电极材料。     

激光熔覆铁基合金涂层在HCl溶液中的腐蚀行为

采用激光熔覆方法在30CrMo合金钢表面制备了一种铁基合金耐腐蚀涂层,利用EIS、极化曲线、浸泡腐蚀实验等测试方法,结合XPS研究了该涂层在0.5 mol/L HCl溶液中的腐蚀行为,并与304不锈钢和30CrMo钢进行对比。电化学结果表明,在0.5 mol/L HCl溶液中,与30CrMo钢相比,铁基合金涂层极化曲线出现了明显的钝化区,且具有较低的腐蚀电流密度和较高的自腐蚀电位,熔覆层的耐腐蚀性能显著提高。与304不锈钢相比,铁基合金涂层维钝电流略微变小,钝化区变宽,其耐蚀性与304不锈钢相当。涂层钝化膜主要由Cr_2O_3、FeCr_2O_4和MoO_3组成,涂层具有优良耐蚀性能的本质原因是复合氧化膜的钝化作用对腐蚀介质产生机械阻隔作用。     

铜管、304不锈钢管在氨溶液中的腐蚀性能对比研究

采用电化学极化和失重法研究了纯铜管、304不锈钢管于开口、低氧密闭两种状态下在不同浓度氨溶液中的腐蚀性能.结果表明:304不锈钢管的耐氨蚀性能明显优于纯铜管;溶解氧是影响氨蚀的关键因素,但对铜、304不锈钢的影响不同,促进铜管的腐蚀却能抑制304不锈钢的腐蚀;氨浓度也是影响氨蚀的重要因素,但在氧充足条件下对304不锈钢的腐蚀影响甚微.     

304L不锈钢在硼酸水溶液中的腐蚀行为

采用动电位极化曲线、电化学阻抗谱、扫描电镜和能谱分析方法研究了304L不锈钢在硼酸水溶液中的腐蚀行为。结果表明,304L不锈钢的自腐蚀电位和腐蚀电流密度随着硼酸水溶液温度的升高而增大;不同温度下的电化学阻抗谱呈单容抗弧,表现为一个时间常数,80℃硼酸水溶液中的阻抗模值较小;随时间的延长,304L不锈钢的均匀腐蚀速率逐渐降低,并且维持在较低的腐蚀速率。     

304L不锈钢在稀硝酸环境下的腐蚀研究

采用腐蚀挂片实验对304L奥氏体不锈钢在80～135℃下2%～20%(质量分数)硝酸溶液环境中的腐蚀行为进行评价,并结合扫描电镜和金相显微镜分别对金属试样表面的微观腐蚀形貌和晶间腐蚀深度进行分析。结果表明,304L不锈钢的腐蚀速率随着温度的升高或硝酸浓度的增大先是缓慢增大而后急剧增大,腐蚀类型逐渐由均匀腐蚀转变为晶间腐蚀;304L不锈钢在硝酸蒸汽中的腐蚀受温度和硝酸浓度的影响程度高于其在硝酸水溶液中的腐蚀,在硝酸蒸汽中更易发生晶间腐蚀,且蒸汽中的晶间腐蚀程度明显较水溶液中的严重;随着腐蚀的加剧,304L不锈钢表面出现了晶粒破碎和脱落,导致材料发生不同程度的腐蚀减薄,这表明表面晶粒强度明显变差,且与内部相邻晶粒间的结合力显著减弱。     

电化学合成聚吡咯及其腐蚀防护性能研究

    采用循环伏安法在304不锈钢(304SS)基体上电化学合成聚吡咯(PPy)膜层,并通过Tafel极化曲线、电化学交流阻抗谱法(EIS)研究聚吡咯膜层的腐蚀防护性能.结果表明,聚吡咯膜层使304不锈钢基体的自腐蚀电位正移60 mV,腐蚀电流密度由10^-6 A/cm² 变化到 10^-7 A/cm²;覆有聚吡咯膜层的304不锈钢在腐蚀液中浸泡的过程中,由于聚吡咯的氧化还原能力,在金属表面加速钝化层的形成及修复破坏的钝化层,进一步提高了金属的抗腐蚀性能;聚吡咯膜层的防腐机制归结为物理屏蔽作用和钝化机制.     

2205双相不锈钢和304不锈钢在氢氟酸溶液中缝隙腐蚀敏感性比较

采用缝隙腐蚀试样,通过浸泡实验以及循环极化、电化学阻抗、电化学噪声、恒电位测试等电化学方法,研究了2205双相不锈钢(2205DSS)和304不锈钢(304SS)在5%(质量分数)氢氟酸溶液中的缝隙腐蚀行为。结果表明,两种不锈钢在氢氟酸溶液中都发生了缝隙腐蚀,但2205双相不锈钢腐蚀形成的蚀坑较浅,而304不锈钢腐蚀形成的蚀坑较深,且腐蚀面积更大。电化学测试结果表明,2205DSS的临界缝隙腐蚀电位E_(crev)和再钝化电位E_(rp)都高于304SS的,滞后环的面积也更小,钝化膜电阻和缝隙腐蚀发生时的电荷转移电阻也更大。2205DSS的白噪声水平更小,缝隙腐蚀反应更慢。同时,在相同外加电位下,2205DSS的缝隙腐蚀诱导期更长,缝隙腐蚀发生时电流更小,2205DSS的抗缝隙腐蚀能力优于304SS,这主要与两种材料表面所成钝化膜的组成和性能不同有关。     

不同热处理态的304和321奥氏体不锈钢在氯化铵环境中的应力腐蚀行为对比研究

目的 对比研究原始、固溶和敏化态的304和321奥氏体不锈钢在模拟加氢催化氯化铵环境中的应力腐蚀（SCC）行为及机理。方法 将304和321奥氏体不锈钢经过热处理制备成固溶和敏化态试样,采用U形弯试样在模拟加氢催化氯化铵环境中浸泡的应力腐蚀试验方法对其进行研究,通过观察U形弯弧顶的腐蚀形貌和开裂时间,并结合腐蚀及裂纹的SEM照片和电化学测试结果进行分析。结果 原始和固溶状态304不锈钢U形弯试样在氯化铵溶液环境中开裂时间为25 d左右,断口形貌分别为穿晶断口和沿晶断口;敏化态试样18 d后发生开裂,断口形貌为穿晶和沿晶的混合断口。原始和固溶态321不锈钢U形弯试样在该环境中经过39 d均无应力腐蚀裂纹;敏化试样经30 d后产生宏观开裂。电化学测试结果显示,不同热处理态的304不锈钢在氯化铵溶液中均具有明显的点蚀敏感性,321不锈钢在该环境中耐点蚀和应力腐蚀的能力优于304不锈钢。结论 不同状态的304不锈钢在高温氯化铵环境中具有较强的应力腐蚀倾向,特别是敏化态试样;321不锈钢在该环境中的应力腐蚀敏感性相对较小,但敏化处理显著增加了其沿晶应力腐蚀倾向,而固溶态试样具有明显的沿晶腐蚀特征。     

纳米化304不锈钢在硫酸溶液中的腐蚀行为

采用表面机械研磨(Surface Mechanical Attrition Treatment,SMAT)在304不锈钢表面制备出纳米晶层(平均晶粒尺寸20nm)。采用腐蚀失重试验和极化曲线测试等方法比较了粗晶(Coarse-grained,CG)和纳米晶(Nano-crystallized,NC)304不锈钢在室温及80℃条件下5%(质量分数)硫酸溶液中的耐蚀性,采用透射电镜(TEM)观察表面纳米化后的微观结构,并利用扫描电镜(SEM)分析了腐蚀行为和微观结构的关系。失重试验结果表明,在两种温度条件下的稀硫酸溶液中,纳米晶结构的304不锈钢耐腐蚀性能明显变差,腐蚀特征以沿晶破坏为主,局部显示出均匀腐蚀形态。电化学测试结果表明,纳米化后的304不锈钢具有更低的自腐蚀电位和更高的自腐蚀电流密度。     

抛光液对304钢在模拟PEMFC阳极环境中电化学行为的影响

    利用电化学测试技术研究了304不锈钢经不同浓度的柠檬酸、硝酸、双氧水和硝酸铁四种溶液化学抛光后在模拟质子交换膜燃料电池(PEMFC)阳极环境中的电化学行为.结果表明,经上述四种溶液抛光后,304不锈钢在模拟PEMFC阳极环境中的耐蚀性均可提高一个数量级.即使极化到0.8 V,腐蚀电流密度分别降低到25.69、8.3、21.39和24.44 μA/cm2,接近美国能源部要求的16 μA/cm².硝酸和双氧水由于具有氧化作用使不锈钢表面钝化而降低腐蚀电流密度,而柠檬酸和硝酸铁能使不锈钢表面发生选择性溶解,形成富铬表面层而增强耐蚀性.     

热钾碱脱碳液中304不锈钢换热器管束的腐蚀失效分析

热钾碱脱碳液304不锈钢管束再沸器投用2年后发生了腐蚀泄漏，检查发现腐蚀发生在管子与管板之间的缝隙中.用电化学方法和能谱分析技术，对304不锈钢换热管及16 Mn管板在热钾碱脱碳液中的极化行为及管子表面腐蚀区的腐蚀产物进行了分析，结果表明：换热器管束的腐蚀是由于缝隙内外五价钒浓差造成的16 Mn管板的活化—钝化短路电池所引起，缝隙内闭塞电池的形成加速了缝隙内16 Mn的溶解速度，并使缝隙内介质酸化及Cl-等阴离子富集，导致304不锈钢管子的腐蚀.      

电弧喷涂铝基涂层耐高温硫化腐蚀性能的研究

对电弧喷涂铝基涂层在600 ℃条件下的耐硫化氢腐蚀性能进行了研究,并与Fe-Al涂层和A304不锈钢的耐H2S腐蚀性能进行了对比.结果表明,铝基涂层的耐硫化氢腐蚀性能优于Fe-Al涂层和A304不锈钢.铝基涂层具有良好的耐H2S腐蚀性能的主要原因是涂层中的Al含量很高,在腐蚀过程中能优先生成A1的腐蚀产物以及涂层中含有多种铝的金属间化合物,能够阻碍硫原子向金属内部渗人,从而保证了铝基涂层具有良好的耐硫化腐蚀性能.     

温度对钢材在高硫高酸值原油中腐蚀行为的影响

采用高温高压釜研究了20钢、1Cr5Mo钢、304不锈钢和316L不锈钢在不同温度下在高硫高酸原油中的腐蚀行为。利用扫描电镜和能谱技术测试了腐蚀产物膜的微观形貌与产物膜的化学组成。结果表明:4种钢材在高温原油中的耐蚀性优劣为:316L不锈钢304不锈钢1Cr5Mo钢20钢;4种钢材的腐蚀速率总体上随温度的升高而增大,当温度大于200℃时,20钢和1Cr5Mo钢的腐蚀速率增加较快,而不锈钢在200℃以上时腐蚀速率随温度变化并不明显;钢材在200℃及以下的原油中主要为轻微的环烷酸腐蚀,当温度达到280℃附近时,硫开始参与反应,形成了环烷酸与活性硫协同腐蚀的环境,腐蚀速率较大。     

加氢装置脱H_2S汽提塔塔顶系统的腐蚀评价及选材

模拟脱H2S汽提塔塔顶系统现场工况,采用浸泡腐蚀挂片、恒电位阳极极化法、U型弯曲应力腐蚀等方法对20号钢、304L、321、316L及2205不锈钢在湿硫化氢环境中的均匀腐蚀、点蚀和应力腐蚀开裂敏感性进行了研究,并利用体视显微镜和SEM对金属试样的微观腐蚀形貌进行了观察。结果表明:20号钢耐蚀性较差,易在低温下发生氢鼓泡,奥氏体不锈钢304L、321、316L及双相不锈钢2205的腐蚀速率较小,耐蚀性好,其中304L和321不锈钢耐点蚀性能稍差,表面出现了轻微点蚀造成的蜂窝状的局部腐蚀;H2S的存在明显提高了奥氏体不锈钢在Cl-环境中的点蚀敏感性;304L、321及316L不锈钢焊接试样均具有较好的耐应力腐蚀开裂性能。     

Sn粘附的304不锈钢在155℃ MgCl_2溶液中的腐蚀性能

研究了低熔点金属Sn粘附对304不锈钢腐蚀性能的影响。试验设计了3种样品:即不锈钢、表面完全被Fe-Sn化合物粘附的不锈钢、表面局部被Fe-Sn化合物粘附的不锈钢,在155℃Mg Cl2溶液中腐蚀44d。通过扫描电镜观察化合物和腐蚀产物的显微形貌,X射线衍射仪检测化合物的相成分。结果表明,不锈钢基体几乎未观察到被腐蚀的迹象;完全被Fe-Sn化合物覆盖的不锈钢,化合物转变为腐蚀产物,不锈钢未被腐蚀;局部覆盖Fe-Sn化合物的不锈钢,表面出现蜂窝状的腐蚀坑;低熔点金属Sn粘附,降低了不锈钢基体的耐腐蚀性。     

304不锈钢表面单层/多层TiN基涂层制备及耐磨蚀性能研究

目的探究钢基表面TiN基涂层在海洋环境中的耐磨蚀性能。方法采用电弧离子镀技术,在304不锈钢和单晶硅表面分别沉积TiN、TiBN、TiBN/TiN涂层,并对3种涂层样品的表面–截面形貌、摩擦系数、在人工海水中的电化学性能和摩擦腐蚀行为进行测试。结果形貌表征和干摩擦测试结果显示,TiBN和TiBN/TiN涂层有着比TiN柱状晶更加致密的微观结构,3种涂层的摩擦系数相差不大,比304SS的摩擦系数低。在人工海水环境中的电化学测试结果表明,TiBN/TiN涂层的耐腐蚀性能最佳,TiBN涂层次之,TiN涂层则表现出比304不锈钢基底更差的耐腐蚀特性。在发生摩擦腐蚀的过程中,3种涂层的电位（OCP）均发生了下降。结论利用电弧离子镀技术在304不锈钢表面沉积的单层/多层TiN基涂层,在人工海水环境下,发生的摩擦会增加涂层发生腐蚀的趋势,结构致密,表面易形成钝化膜的涂层,其耐磨蚀性较好。