304不锈钢点蚀行为的电化学噪声研究

本文利用电化学噪声技术检测了304不锈钢在6．0％（质量分数）FeCl3溶液中的点蚀行为。通过电化学噪声的时、频域分析和电化学噪声信号的统计分析以及相应的腐蚀形貌,研究了蚀点的生长过程。结果表明,浸泡初期噪声电阻Rn在较高水平波动,试样处于钝化状态;浸泡4～14h为点蚀诱导期,Rn开始降低,峭度和不对称度增大,出现明显的噪声峰,试样表面业稳态点蚀形核,生成的亚稳态点再钝化,通过扫描电镜观察未发现蚀点;浸泡14～32h为亚稳态点蚀向稳态点蚀过渡期;浸泡22h后,观察到电位噪声突然下降后不再恢复,功率密度（PSD）图低频区出现白噪声水平,亚稳态蚀点发展成为稳态的蚀点,通过扫描电镜观察到小而浅的蚀点;浸泡32～48h后材料处于稳定的点蚀阶段,通过扫描电镜观察到口径较大且较深的蚀点。     

304不锈钢点蚀的电化学噪声特征

使用电化学噪声技术,通过长期连续实时监测,对304不锈钢在0.5mol/L FeCl₃溶液中发生局部腐蚀的点蚀发展过程和腐蚀机理进行研究。综合谱图分析、时域统计分析、小波分析等诸多方法进行分析和论证。结果表明：电化学噪声的谱图可以明显地分为4个阶段,分别对应于点蚀发展过程中的钝态期、亚稳态点蚀期、稳态点蚀期及稳态点蚀后期。在时域分析时,先用3阶多项式拟合移除漂移,电流噪声标准偏差Si在亚稳蚀和稳态点蚀阶段发生明显的升高,噪声电阻(R_n)、点蚀指标(PI)在对应时间点表现出相应的降低或升高。小波分析表明,随着反应的进行,能量积累开始逐步增大;亚稳态点蚀期能量开始向d4~d6处累积,当进一步发展为稳态点蚀时d5~d8出现极大值。     

混凝土孔隙液中Cl-浓度对304不锈钢亚稳态点蚀的影响

通过动电位极化和恒电位极化研究了C1浓度对304不锈钢在模拟混凝土孔隙液(pH 12.6)中亚稳态点蚀的影响,并利用极值统计分布研究了亚稳态点蚀的峰值电流密度(Ipeak),亚稳态点蚀半径(rpit),亚稳态点蚀稳定性乘积(Ipeak·rpit)以及单个亚稳态点蚀的生长时间(tgrow),再钝化时间(trep),生长率...     

温度对904L不锈钢耐点蚀性能的影响

采用FeCl3溶液浸泡试验、动电位极化、电化学阻抗谱及体式显微镜研究了904L超级奥氏体不锈钢在不同温度下的点蚀行为。结果表明:溶液温度为25℃时,904L不锈钢具有优异的耐点蚀性能,随着溶液温度的升高,其耐点蚀性能下降,在65℃FeCl3溶液中基体表面产生严重的点蚀坑。在不同温度模拟海水溶液中的电化学测试结果同样表明:随着试验温度的提高,自腐蚀电流密度增大,点蚀电位下降,点蚀敏感性提高;EIS均为单一的容抗弧,温度升高,容抗弧半径减小,材料腐蚀速率增大,耐蚀性降低。     

含氯环境下温度对2205双相不锈钢点蚀行为的影响

采用化学浸泡实验研究了6%FeCl_3+1%HCl混合溶液中温度与浸泡时间对2205双相不锈钢点蚀行为的影响,并分析2205双相不锈钢在含Cl~-环境下点蚀机理。通过高分辨相机与激光共聚焦显微镜及X射线光电子能谱(XPS)观察并分析样品表面形貌及钝化膜成分,采用电化学手段及原子力显微镜分析模拟海水溶液中温度对2205不锈钢耐腐蚀性能的影响。结果表明:2205双相不锈钢的临界点蚀温度(CPT)在45℃左右,当温度低于45℃时,延长浸泡时间样品表面未出现明显点蚀;温度高于45℃时,随浸泡时间延长点蚀在样品表面随机萌生并长大扩展,55℃时点蚀坑尺寸达到500μm。随着温度的升高,样品钝化区间缩短,点蚀电位显著降低,由30℃时的0.74 V降低到60℃时的0.27 V。XPS结果显示,随温度增加,样品钝化膜稳定性增加,表现为金属稳定氧化物及氢氧化物的含量增加。样品阻抗值的大小随温度的升高不断减小,在30℃时样品阻抗值为5.066×10~5Ω·cm~2,温度升高到60℃阻抗值减小到1.814×10~5Ω·cm~2。随着温度的逐渐升高,2205不锈钢腐蚀速率增大,电化学阻抗值减小,钝化膜的保护能力下降,耐点蚀性能变差。     

重力对304不锈钢点蚀行为的影响

采用恒电位极化法、电化学阻抗谱和三维视频显微镜研究了304不锈钢在3.5％ NaCl溶液中水平放置和垂直放置时的点蚀行为.结果表明,试样垂直放置比水平放置更易达到稳定点腐蚀,由于重力作用使垂直放置的蚀孔内腐蚀产物更易扩散到孔外,加速点蚀的诱发和亚稳态点蚀向稳态点蚀的转变.阻抗谱等效电路中元件参数的分析结果表明,垂直放置的试样表面局部腐蚀比水平放置的更严重.     

拉应力对2205双相不锈钢耐点蚀性能的影响

目的探究分别在40℃和60℃下,拉应力与2205双相钢耐点蚀性能的关系。方法分析2205双相不锈钢在施加0、140、540 MPa三种拉应力的条件下,于临界点蚀温度以下(40℃)和临界点蚀温度附近(60℃)的3.5%Na Cl溶液中的动电位极化行为,并对比了不同拉应力对2205双相钢阻抗特性的影响。结果动电位极化曲线表明,140 MPa下点蚀电位稳定,40、60℃下击破电位分别为0.7、0.8 V;540 MPa拉应力使双相钢点蚀电位从无应力时的0.9 V下降至0.3 V。阻抗分析表明,40℃时所有样品均为单一阻抗特征,且阻抗值较大,应力会降低阻抗值。在60℃、开路电位条件下,0、140 MPa拉应力时具有较高阻抗,540 MPa拉应力时为具有点蚀萌生的阻抗弧;在60℃、600 m V偏压条件下,0、540 MPa拉应力时呈现点蚀阻抗特征,而140 MPa时阻抗仍较高。阻抗谱等效电路拟合结果结合不锈钢表面微观形貌表明,在40℃溶液中,OCP及600 m V偏压下试样表面均没有发生点蚀,应力对钝化膜电阻Rp没有明显影响,阻抗值为30 000Ω·cm2左右。温度升高至60℃后,钝化膜阻值明显降低;开路电位、540 MPa应力条件下不锈钢发生点蚀,阻抗值由0 MPa下的20 000Ω·cm2左右降到10 000Ω·cm2左右;在600m V偏压下,0、540 MPa拉应力时均发生点蚀,而140 MPa时均未发现点蚀。结论在40℃和60℃,140MPa拉应力可以抑制2205双相钢的点蚀,540 MPa拉应力则加速点蚀的发生。     

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。     

外加拉应力对X80管线钢点蚀电化学行为的影响

运用电化学噪声测试技术,结合动电位极化方法研究了外加拉应力对X80管线钢在NaHCO₃ + NaCl体系中点蚀电化学行为的影响。结果表明,较小的外加拉应力（σ ≤100 MPa）对X80管线钢点蚀的发生有抑制作用,且抑制作用随应力的增大而增大;较大的外加拉应力（σ ≥200 MPa）对X80管线钢点蚀的发生有促进作用,且促进作用随应力的增大而增大。     

马氏体相变对304不锈钢点蚀发展过程的影响

采用模拟闭塞电池法和交流阻抗法研究了奥氏体304不锈钢形变诱发马氏体相变对点蚀发展过程中化学和电化学行为的影响。结果表明，随着马氏体含量的增加，闭塞区溶液pH值下降得更快，Cl^-迁入闭塞区的量更多。马氏体相的存在增强了材料的电化学活性，既减小了点蚀发展过程中钝化膜孔隙内的欧姆电阻，又减小了孔隙内的反应极化电阻，从而促进了点蚀发展。     

TP304不锈钢凝汽器管在不同工况下的腐蚀行为

采用动电位阳极极化法测定了不同工况下TP304不锈钢凝汽器管的点蚀电位,研究了TP304不锈钢发生点蚀的规律。结果表明,TP304不锈钢在凝汽器正常运行和结垢情况下均具有较强的耐点蚀能力,一般不会发生大面积的快速腐蚀穿孔;当循环水中加入不同含量盐酸后,TP304不锈钢在有氧条件下的耐点蚀能力产生较大差异。盐酸质量浓度0.03%时,耐点蚀能力较强;盐酸质量浓度为0.07%与0.2%时,不耐点蚀,容易发生快速点腐蚀穿孔;盐酸质量浓度0.5%时,主要发生快速均匀腐蚀减薄。根据分析结果,提出了防止TP304不锈钢凝汽器管腐蚀泄漏的建议。     

Fe~(3+)水解及其对304不锈钢点蚀行为的影响

采用动电位极化曲线、电化学阻抗谱、腐蚀形貌分析等方法研究了不同含量Fe~(3+)溶液水解对304不锈钢点蚀行为的影响,并从动力学角度分析了蚀孔生长的过程。结果表明:随Fe~(3+)含量的升高,水解产生的H~+含量升高,使自腐蚀电流密度升高,而溶解氧去极化作用减弱,使得自腐蚀电位负移;由于氢去极化作用,电荷转移电阻逐渐减小,腐蚀速率加快;当Fe~(3+)浓度达到3.0mol/L时,自腐蚀电流密度趋于平稳,金属离子的扩散控制了蚀孔生长,亚稳蚀孔向稳态蚀孔转变存在一个临界电流密度。     

304 不锈钢在氯化钠介质中点蚀缓蚀剂的研究

目的研究钼酸钠、葡萄糖酸钠及其复配物在氯化钠介质中,对304不锈钢点蚀的缓蚀作用。方法对钼酸钠、葡萄糖酸钠按不同配比进行复配得到不同缓蚀剂,采用极化曲线法分别测试在这几种缓蚀剂存在的条件下,304不锈钢在3.5%(质量分数,后同)NaCl溶液中的点蚀电位。结果单组分的钼酸钠、葡萄糖酸钠对在3.5%NaCl介质中的304不锈钢点蚀有一定的抑制作用,且两种缓蚀剂有明显的协同缓蚀效应。结论当复配缓蚀剂配比为c(钼酸钠)∶c(葡萄糖酸钠)=2∶1时,其缓蚀效果达到最佳,点蚀电位为436 mV。     

316L奥氏体不锈钢在不同电位下的点蚀和再钝化行为研究

目的研究外加电位对316L奥氏体不锈钢点蚀和再钝化行为的影响。方法采用循环极化、恒电位极化,电化学阻抗谱(EIS)等多种电化学测试方法,研究了系列电位与混合电位对316L奥氏体不锈钢点蚀敏感性的影响,并采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)观察分析钝化膜点蚀形貌和元素含量。结果在60℃的饱和CO_2的10 g/L NaCl溶液中,316L奥氏体不锈钢的钝化区间为-0.394～0.168 V,但电位在-0.100～0.168V之间,即亚稳态点蚀区时,电流出现一定的波动。在钝化区极化时,316L奥氏体不锈钢的稳态电流密度非常低,随外加电位的升高而略有增加,极化后试样表面无点蚀;在亚稳态点蚀区,极化的电流密度较高,极化后,试样表面出现明显的点蚀坑;混合区极化时,电位从0.1 V转换到-0.1 V时,电流密度急剧下降,并稳定在一个较低的电流值。XPS结果表明,在钝化区电位极化后,Cr、Mo元素含量有所升高,而Fe元素发生了选择性溶解。结论 Cr、Mo元素是耐蚀性元素,其氧化物或氢氧化物的存在可促进钝化膜的局部修复,因此电位转换到低电位后,试样表面发生再钝化现象,钝化膜的稳定性增强,材料的耐蚀能力提高。     

温度对316L不锈钢在油田污水中点蚀行为的影响研究

通过动电位极化以及SEM分析对316L不锈钢在不同温度油田污水中的腐蚀行为进行了研究,同时利用点缺陷模型(PDM)解释了不锈钢的点蚀行为。结果表明,随着温度的升高,点蚀敏感性增加,点蚀电位降低。通过PDM分析了点蚀电位与电势扫描速率平方根在不同温度下的实验结果。PDM结合竞争性吸附理论和在钝化膜/溶液界面处阳离子空位生成机理成功地解释了本文的结果。     

0Cr13铁素体不锈钢在FeCl_3溶液中的点蚀行为

通过腐蚀浸泡试验、形貌观察、极化曲线等方法,研究了0Cr13铁素体不锈钢在FeCl3溶液中的点蚀行为。结果表明:在6%FeCl_3(质量分数)溶液中,0Cr13不锈钢点蚀过程伴随着明显的全面(均匀)腐蚀,温度升高,点蚀坑数量和深度随之增加,均匀腐蚀加剧;均匀腐蚀引起的试样减薄,造成点蚀形貌失真,无法真实反映点蚀程度;0Cr13不锈钢表面点蚀坑属于开放式点蚀坑,数量虽多,但蚀孔深度相对较小,304L不锈钢表面点蚀坑属于皮下型或底彻型点蚀坑,呈溃疡状特征,具有很强的"深挖动力",破坏能力更强。     

321不锈钢在淡化海水中的耐腐蚀性能

采用电化学测试和慢应变速率拉伸(SSRT)方法,结合扫描电镜(SEM)评价321不锈钢在淡化海水中的耐蚀性.循环伏安实验表明,随着温度的升高,点蚀击破电位负移,耐点蚀性能下降;321不锈钢在淡化海水中的临界点蚀温度(CPT)为30.5℃.SSRT实验结果表明,321不锈钢在淡化海水中具有一定的应力腐蚀开裂(SCC)敏感性,随着温度的升高,应力腐蚀敏感性增大.在35℃和50℃,321不锈钢在淡化海水中的断裂为韧性断裂;而在70℃,断口微观形貌呈现韧窝+少量准解理形貌,SCC敏感性增强.