2205和316L不锈钢在氢氟酸中的电化学腐蚀行为北大核心CSCD

通过动电位极化和电化学阻抗方法考察了2205双相不锈钢和316L不锈钢在5%(体积分数)HF溶液中的电化学行为,借助Mott-Schokkty曲线分析了两种不锈钢表面钝化膜的半导体特性。结果表明:两种不锈钢在氢氟酸溶液中都能发生钝化,且2205双相不锈钢的钝化区间范围更宽,维钝电流密度更低。2205双相不锈钢表面钝化膜表现出更高的钝化膜电阻和电荷转移电阻,其抗氢氟酸腐蚀性能优于316L不锈钢,这主要与2205双相不锈钢中的Mo和Cr含量高、表面钝化膜缺陷少、钝化膜易修复等因素有关。     

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。     

2205双相不锈钢与316L奥氏体不锈钢钝化膜内点缺陷扩散系数的计算分析

应用电容测试法并借助于点缺陷模型（PDM）计算了2205双相不锈钢与316L 奥氏体不锈钢在NaCl溶液中所形成的钝化膜内点缺陷的扩散系数,利用实验测得钝化膜的稳态电流和PDM模型对计算结果进行了验证分析。通过两种计算方法得到点缺陷在2205双相不锈钢与316L奥氏体不锈钢钝化膜内的扩散系数约为10^-23cm²/s~10^-20 cm²/s数量级,并发现在模拟海水溶液中2205钢的扩散系数比316L钢小,氧空位所形成的点缺陷在2205钢的钝化膜内比316L钢扩散困难,从而使得2205不锈钢的钝化膜比316L不锈钢更加致密与完整,保护性能更好。     

316L与2205不锈钢在硫酸溶液中的腐蚀行为

采用浸泡、动电位极化等方法研究了316L与2205不锈钢在5%H2SO4溶液中的化学与电化学腐蚀行为,探索两种材料在的稀硫酸溶液中的腐蚀敏感性和耐蚀性。结果表明:在化学腐蚀过程中,316L不锈钢表面出现一些点蚀坑,而2205不锈钢的表面平整光滑,无腐蚀现象发生,2205不锈钢的腐蚀速率约为316L不锈钢的1/10;在电化学腐蚀过程中,316L不锈钢的腐蚀速度与腐蚀倾向大于2205不锈钢。在相同条件下,2205双相不锈钢表现出更好的耐蚀性。     

2205双相不锈钢在硫酸中的腐蚀性能

采用腐蚀浸泡失重方法结合动电位极化曲线和电化学阻抗谱,研究了不同温度下2205双相不锈钢在不同浓度H2SO4溶液中的耐蚀性,并与传统的20R钢和316L不锈钢作对比。结果表明,三种材质的耐蚀能力由强到弱排序为:2205316L20R;硫酸浓度和温度对腐蚀速率的影响由强到弱排序都为:20R316L2205。在T≤40℃,2205双相不锈钢的腐蚀深度为0mm/a,耐蚀性等级为1级,评定为完全耐蚀;当温度增加至60℃且硫酸浓度为30%时,其腐蚀速率显著增加,腐蚀深度为27.026mm/a,耐蚀性等级为10级,评定为不耐蚀。高铬含量可以降低不锈钢材料的钝化电位,另一方面可以增强不锈钢表面钝化膜的修复能力,可能是2205双相不锈钢比316L和20R更耐蚀的本质原因。     

时效时间对2205双相不锈钢抗氢氟酸腐蚀性能的影响

析出物会影响2205双相不锈钢在氢氟酸溶液中的腐蚀性能。为了了解这种影响,通过金相显微镜观察了固溶处理后的2205双相不锈钢经800℃时效处理15,60和120 min的显微组织,采用X射线衍射技术分析了时效不同时间下的物相结构,借助电化学极化和电化学阻抗方法测试了时效时间对2205双相不锈钢抗氢氟酸腐蚀行为的影响规律。结果表明:当时效时间为15 min时,双相不锈钢内就已析出了σ相,且σ相体积分数随着时效时间的延长而增大。随着时效时间的延长,2205双相不锈钢在氢氟酸溶液中的自腐蚀电流密度和维钝电流密度都呈逐渐增大趋势,抗氢氟酸腐蚀性能下降,这主要是因为析出的σ相导致钝化膜内的载流子密度逐渐增大,加快了电子的传输速度,电化学反应更容易发生。     

四种不锈钢在含不同浓度Cl~-的高炉煤气管道冷凝模拟液中的腐蚀行为

采用电化学阻抗谱(EIS)、动电位极化曲线、循环极化曲线(CP)研究了316L,2205,254SMo和2507不锈钢在含不同浓度Cl-的高炉煤气管道冷凝模拟液中的腐蚀行为。结果表明,随着Cl-浓度的增加,该四种不锈钢电极的电荷转移电阻均逐渐减小,其中2507不锈钢电极的电荷转移电阻最大,其次为254SMo不锈钢,而316L不锈钢的最小。316L不锈钢电极的极化曲线没有钝化区,腐蚀电流密度较大;254SMo和2507不锈钢电极的极化曲线存在明显的钝化区,显示较好的耐蚀性。254SMo和2507不锈钢电极的循环极化曲线中的折回段几乎沿原曲线逆向变化,显示其表面钝化膜破坏后的修复能力强;2205不锈钢回扫电流始终大于正扫电流,其钝化膜修复能力相对较差。     

点缺陷模型在2205双相不锈钢中的应用

采用电化学极化曲线和电化学阻抗技术对2205双相不锈钢在0.1%、1.0%及3.5%（质量分数,%）三种不同浓度的NaCl溶液中的腐蚀性能进行测试,采用点缺陷模型(PDM)对测试结果进行建模与分析。研究结果表明,2205双相不锈钢随着溶液浓度的升高抗点蚀能力下降,这是由于在钝化膜的生长过程中,氧离子缺陷产生于金属/膜界面,消耗于膜/溶液界面,而金属离子缺陷产生于膜/溶液界面,消耗于金属/膜界面;氧离子缺陷的迁移导致钝化膜的生长,而金属离子缺陷的迁移使得钝化膜发生溶解。同时,根据PDM模型理论并从金属相角度出发对2205不锈钢建立钝化膜溶解模型,可知2205双相不锈钢奥氏体相γ上的钝化膜可能比铁素体相α优先发生溶解。     

pH对316L不锈钢电化学性能的影响

采用动电位极化、电化学阻抗谱和Mott-Schottky曲线研究了316L不锈钢在硫酸溶液和氢氧化钠溶液中的电化学行为。结果表明,316L不锈钢在硫酸溶液和氢氧化钠溶液中钝化区间分别为0.1～0.9V和-0.25～0.7V;316L不锈钢在氢氧化钠溶液中的阻抗模值较大。随扫描电位正移,硫酸溶液与氢氧化钠溶液中的动电位电化学阻抗谱变化趋势差异明显;0.1V条件下形成钝化膜的Mott-Schottky曲线证明钝化膜由p型和n型两种氧化物组成。     

316L和HR-2不锈钢在盐酸液膜环境中的钝化与点蚀

基于自行设计组装的盐酸液膜腐蚀模拟装置,采用腐蚀挂片、电阻探针、Tafel极化、电化学阻抗等方法,研究了316L和HR-2不锈钢在浓度分别为1、0.5和0.1 mol/L,温度分别为90、70和60℃的盐酸蒸汽环境中的钝化和点蚀行为,并利用金相显微镜、XRD对腐蚀试样和腐蚀产物进行了分析。结果表明:两种不锈钢的腐蚀速率随时间先加快后减慢最后趋于稳定,316L不锈钢的腐蚀速率相对较高;两种不锈钢均能形成稳定钝化区,且维钝电流密度相差不大,HR-2孔蚀电位的钝化区间总体都比316L不锈钢高,说明HR-2不锈钢更耐腐蚀;另外,两种不锈钢表面腐蚀产物成分基本相同,316L不锈钢表面的腐蚀产物更多更密集,这是由于O的吸附被C1-所取代,钢体表面上的钝化膜难以形成或破坏,并且更可能导致不锈钢点蚀。     

Electrochemical corrosion behavior of LDX 2101® duplex stainless steel in a fluoride-containing environment

The effect of fluoride on the electrochemical corrosion behavior of an LDX 2101® duplex stainless steel (DSS) was studied. Open-circuit potential (E_OC) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) measurements were carried out in artificial saliva and with the addition of fluoride (1 wt% NaF). The electrochemical corrosion behavior of the AISI 316L austenitic stainless steel (SS) was also evaluated for comparison. Both open-circuit potential and EIS results indicate that DSS and austenitic SS undergo spontaneous passivation due to spontaneously formed oxide film passivating the metallic surface, in the simulated aggressive environments. However, LDX 2101® exhibits superior corrosion resistance as compared with AISI 316L, and this improvement is ascribed to the formation of a passive film which shows a higher protective effect than the one formed on AISI 316L.     

The corrosion behaviour of austenitic and duplex stainless steels in artificial saliva with the addition of fluoride

The evolution of the passive films on 2205 duplex stainless steel (2205 DSS) and AISI 316L stainless steel in artificial saliva, and with the addition of fluoride, was studied using electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and potentiodynamic measurements. The extent of the passive range increased for the 2205 DSS compared to the AISI 316L in both solutions. The formation of the passive film was studied by EIS at the open-circuit potential (OCP). The passive layers were studied at the OCP by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The passive films on both materials predominantly contained Cr-oxides, whereas the Fe species were markedly depleted.     

固溶处理对2205双相不锈钢组织及钝化膜特性的影响

用不同温度对2205双相不锈钢进行固溶处理,利用定量金相法及硬度法、电化学极化试验、电化学阻抗谱试验的方法研究固溶温度与2205双相不锈钢微观组织和钝化膜特性之间的关系。结果表明,当固溶温度为950 ℃时,有σ相存在,分布于铁素体/奥氏体晶界,当固溶温度为1000 ℃时,σ相消失,铁素体相比例随固溶温度的升高而升高,奥氏体相比例则呈相反规律;电化学试验和阻抗谱试验结果显示,材料在950 ℃时钝化膜稳定性和耐蚀性能最差,在1050 ℃时钝化膜稳定性和耐蚀性能最好。     

不锈钢载波钝化参数对钝化膜层耐蚀性的影响

运用电化学交流阻抗谱、原子力显微镜研究了在不同的载波钝化参数下形成的不锈钢钝化膜的耐蚀性,测定了极化电阻值Rp和相应的钝化膜的表面形貌。结果表明：载波钝化条件参数对膜层的耐蚀性有较大的影响,各参数(频率、占空比、高电位、低电位)的变化使得电极表面钝化膜的形貌发生很大的变化,从而影响到膜层的耐蚀性。     

γ_N相在硼酸缓冲溶液中的腐蚀与钝化性能

采用等离子体源渗氮技术在304L奥氏体不锈钢表面制备高氮面心结构的γ_N相层,利用阳极极化曲线和电化学阻抗谱(EIS)研究γ_N相在pH=8.4硼酸缓冲溶液中的腐蚀行为。结果表明:γ_N相的阳极极化曲线呈现出自钝化-过钝化溶解过程,自腐蚀电位Ecorr较原始不锈钢提高了75mV,维钝电流密度Jp降低近一个数量级,耐蚀性能明显提高。与原始不锈钢钝化膜相比,γ_N相钝化膜的EIS容抗弧直径及|Z|值增大,相位角平台变宽,其电荷转移电阻Rct增至1.064×107Ω·cm2,双电层电容Cdl降至65.4μF/cm2,说明γ_N相钝化膜更致密,表现为近电容特性。随着浸泡时间增加,γ_N相钝化膜的Rct稳定在107Ω·cm2量级,具有良好的稳定性。     

pH与温度对2205DSS在盐卤中的孔蚀行为影响研究

利用电化学方法、交流阻抗技术、失重法及金相显微术研究了pH与温度变化对2205DSS在盐卤中耐孔蚀行为的影响.结果表明：随着卤水pH值的增大,2205DSS耐孔蚀性能先略微增强、然后减弱;根据实际制盐工艺条件,卤水的pH值应适当控制在8.7或8.8以内;随温度升高,2205DSS基体抵抗孔蚀能力明显下降;试样在盐卤水介质中的电极反应是不可逆的,其腐蚀反应既受活化极化控制,又受溶液扩散控制.     

Effects of nitric acid passivation on the corrosion behavior of ZG06Cr13Ni4Mo stainless steel in simulated marine atmosphere

ZG06Cr13Ni4Mo martensitic stainless steel was nitric acid-passivated to improve its corrosion performance. The effects of nitric acid passivation on the surface morphology, chemical composition, electrochemical properties, semiconductor behavior, and long-term corrosion performance of the stainless steel were investigated using various analytical techniques. An in-depth analysis of X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) showed that the passive film formed after the acid passivation process showed high thickness and a duplex character as it consisted of a hydroxide layer and an oxide layer. The oxide layer affected the corrosion resistance and thickness of the passive film. The thickness of the passive film was calculated theoretically as well as experimentally by fitting the electrochemical impedance spectroscopy and XPS results. The electrochemical tests revealed that the dramatic increase in the corrosion resistance of the stainless steel after the passivation was due to the formation of a thick, low-disorder passive film rather than Cr enrichment. The removal of inclusions resulted in higher pitting resistance, whereas the increased roughness showed a negative effect on the corrosion behavior of the stainless steel. During the wet–dry cyclic tests, the modification of the passive film was examined. The passivated stainless steel exhibited good corrosion resistance for up to 50 days of exposure in the simulated environment.     

炼油厂冷却水系统硫酸盐还原菌对316L不锈钢点腐蚀的研究

用开路电位、动电位扫描、电化学阻抗技术和扫描电镜等方法,研究了316L不锈钢在硫酸盐还原菌(SRB)溶液中的腐蚀电化学行为,分析了炼油厂冷却水系统微生物腐蚀的特征及机制.结果表明,在含有SRB溶液中的自腐蚀电位(Ecorr)和点蚀电位(Epit)随浸泡时间的增加而负移,极化电阻(Rp)随浸泡时间的增加而减小;在含有SRB溶液中的腐蚀速率均大于在无菌溶液中;SRB的生长代谢活动影响了316L SS表面的腐蚀过程,使不锈钢表面的钝化膜层腐蚀破坏程度增加,加速了316L SS的腐蚀.     

316不锈钢在通氢稀盐酸中的腐蚀行为

采用电化学测量技术研究了316不锈钢在通高纯氢气的稀盐酸中的腐蚀行为，极化曲线和电化学阻抗谱测定结果表明，316不锈钢在腐蚀电位下处于活化区，其表面能形成多孔的腐蚀产物膜，氢渗入不锈钢试样表面将导致腐蚀阻力减小，且试样表面层的含氢量随腐蚀的进行而增加，SO4^2-对316不锈钢在测试介质中的腐蚀有抑制作用。