316L不锈钢在硫酸盐还原菌和铁氧化菌共同作用下的腐蚀行为

采用微生物分析、电化学测试、扫描电镜观察及表面能谱分析等方法,研究了316L不锈钢在硫酸盐还原菌（Sulfate—Reducing Bacteria,SRB）与铁氧化菌（Iron—Oxidizing Bacteria,IOB）共同作用的溶液中的腐蚀电化学行为,分析了炼油厂冷却水系统中微生物腐蚀的特征及机制。结果表明,不锈钢电极在SRB与IOB相结合的溶液中的自腐蚀电位、点蚀电位和再钝化电位均随浸泡时间的增加而负移,其滞后环增大;在SRB与IOB共同作用的溶液中的腐蚀速率大于在无菌溶液中;显微观察表明生物膜疏松多孔,生物膜内细菌的生长代谢活动促使不锈钢表面的钝化膜层腐蚀破坏程度增加,在SRB与IOB共同作用下316L不锈钢电极发生了严重的点蚀。     

硫酸盐还原菌对两种不锈钢的腐蚀作用

采用电化学方法、微生物学方法和表面分析方法研究了在厌氧环境中硫酸盐还原菌(sulfate-reducing bacteria,SRB)溶液和电化学加速腐蚀协同作用下不锈钢1Cr18Ni9Ti和Cr17Ni2的腐蚀电化学行为、结果表明,未在菌液中浸泡的两种不锈钢电极在SRB菌液中的开路电位在第4天最大,分别为-0.409和-0．396V;而在菌液中浸泡的两种电极开路电位在第6天最大,分别为-0．240和-0.303V．未浸泡的两种不锈钢电极点蚀电位随细菌生长时间的增长而变化,但在6-10天变化不大;浸泡在菌液中的两种电极点蚀电位随浸泡时间的增加先负移然后正移再负移．1Cr18Ni9Ti比Cr17Ni2更耐蚀．显微观察表明生物膜并不完整致密,在SRB和电化学加速腐蚀作用下不锈钢电极发生了严重的点蚀。     

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。     

高氮奥氏体不锈钢点蚀行为的电化学噪声特征

通过对电化学噪声数据进行时域、频域和Weibull分布等分析,比较了高氮奥氏体不锈钢(HNSS)和316L不锈钢(316L SS)在6%(质量分数)FeCl_3溶液中的点蚀行为。时域分析结果表明,316L SS在溶液中浸泡5 h后,电位噪声和电流噪声均出现了噪声暂态峰,试样表面发生了亚稳态点蚀,而此时HNSS并没有出现明显的噪声暂态峰,电位噪声和电流噪声仅发生小幅高频波动,表面钝化膜虽发生轻微腐蚀,但仍具有一定的再钝化能力。316L SS的噪声电阻波动幅值较大,而HNSS噪声电阻幅值在小范围内波动,表面钝化膜的自钝化和修复能力优于316L SS。功率谱密度图像表明,316L SS的高频段斜率和白噪声水平强度均高于HNSS,且Weibull分布分析表明316L SS的点蚀孕育速率约是HNSS的2倍,316L SS更容易发生点蚀,HNSS的抗点蚀能力更强。     

316L不锈钢在模拟体液中的腐蚀行为

目的研究316L不锈钢生物医用材料植入体内初期的表面行为。方法在模拟体液中,采用浸泡实验,表征了316L不锈钢浸泡不同时间的表面形貌、润湿性及耐腐蚀性。结果白光干涉测试结果表明,样品表面粗糙度随浸泡时间的延长而变大。浸泡1 d后,在样品表面出现大量无规则的腐蚀坑,腐蚀坑内出现金属的溶蚀。润湿性测试结果显示,随浸泡时间的延长,316L不锈钢的接触角减小,亲水性增强,表面能增加。电化学测试表明,浸泡1周后,316L不锈钢的自腐蚀电流为浸泡前的3倍多,腐蚀速度增大,耐腐蚀性变差。结论在模拟体液中,316L不锈钢表面存在局部腐蚀,材料的表面形貌、成分、润湿性及耐腐蚀性均发生改变。     

表面电镀钯膜的316L不锈钢在高温稀硫酸/硫酸盐溶液中的耐蚀性

采用电化学极化与电化学阻抗谱及浸泡试验等方法,研究了316L不锈钢表面电镀钯膜在94℃的10%H2SO4+250g/L Na2SO4+16g/L ZnSO4溶液中的耐蚀性能。结果表明,电镀钯使不锈钢的腐蚀电位大幅提高700mV,促进了不锈钢表面的钝化,使其耐蚀性能得到明显提高。当体系中加入一定浓度的氯离子(100~1 000mg·L)后,镀钯试样的自腐蚀电位仍然处于316L不锈钢的钝化电位区间,阻抗值明显下降,其腐蚀速率比不锈钢试样的腐蚀速率显著下降,表明含氯条件下表面镀钯仍可明显提高不锈钢的耐蚀性能。     

聚苯胺/不锈钢双极板在H2SO4中腐蚀性能的变化规律

目的提高质子交换膜燃料电池(PEMFC)双极板的耐蚀性。方法采用循环伏安法,在316L不锈钢(SS)表面电合成导电聚苯胺(PANI)膜,制备PANI/316L SS复合双极板。用红外光谱确定PANI官能团结构,用扫描电镜观察表面形貌,用X射线光电子能谱研究PANI膜成分和键合状态。用0.2 mol/L H2SO4模拟PEMFC腐蚀环境,采用极化曲线研究PANI/316LSS耐腐蚀性能,采用开路电位(OCP)和电化学阻抗谱(EIS),研究PANI/316L SS在长期浸泡过程中的腐蚀行为的变化规律。结果 PANI膜具有中间氧化态结构,呈现纤维堆积形貌。XPS结果表明,PANI膜中含有C、N、S和O等元素,聚合过程中"对阴离子"SO42-通过"掺杂"进入PANI分子链。涂覆PANI薄膜的316L SS腐蚀电位提高了0.17 V,长期浸泡过程中,OCP介于0.19～0.32 V之间,说明PANI/316L SS的腐蚀倾向降低。浸泡初期,OCP增大对应于膜/基界面处钝化膜的形成;浸泡中期,OCP下降/上升与钝化膜的溶解/修复有关;浸泡后期,OCP持续下降源于钝化膜的溶解。EIS的Nyquist图由高频端容抗弧和低频端扩散尾构成。结论随着浸泡时间延长,PANI膜被氧化,导致"对阴离子"SO_4~(2-)从PANI中发生"脱掺杂",使膜电阻增加,容抗弧半径增大。浸泡82天,PANI/316L SS体系仍具有良好的耐腐蚀性能。     

316L奥氏体不锈钢在高浓度H2S-Cl-环境中的腐蚀行为

H2S和Cl-对于促进316L不锈钢腐蚀具有协同作用。本工作利用线性极化、电化学阻抗(EIS)等电化学测试研究了316L不锈钢在高浓度H2S-Cl-环境中的腐蚀行为。在60℃、含1.5×105 mg/L Cl-的饱和H2S溶液中,316L不锈钢经过5至30天的腐蚀浸泡后,线性极化和EIS结果表明,随腐蚀时间增长,参与反应的电荷转移加快,钝化膜溶解加速,耐蚀性降低。     

304不锈钢的微生物腐蚀行为研究

用自腐蚀电位、动电位扫描法研究了304不锈钢(304SS)微生物腐蚀的电化学行为,应用原子力显微镜(AFM)观察了硫酸盐还原菌(SRB)在304SS表面形成的微生物膜的形貌和304SS的腐蚀形貌.实验结果表明,硫酸盐还原茵参与了不锈钢的电化学腐蚀,加速了腐蚀速度,破坏了不锈钢的钝化层,诱导了不锈钢点蚀的发生.     

316L 不锈钢在高 pH 碱性硫化物环境中的应力腐蚀行为

目的研究316L不锈钢在碱性硫化物溶液中的应力腐蚀行为,为其在碱性环境中的适用性提供参考依据。方法采用动电位极化曲线、电化学阻抗(EIS)测量技术、慢应变速率拉伸试验(SSRT)、U形弯试样浸泡试验以及SEM腐蚀形貌分析方法。结果 316L不锈钢试样在碱性硫化物溶液中具有较低的应力腐蚀(SCC)敏感性,腐蚀机理主要为阳极溶解型,且SCC敏感性随着p H升高而降低。结论316L不锈钢试样在碱性Na Cl/Na2S溶液中虽然表现出应力腐蚀特征,但敏感性较低,适用于该实验模拟的碱性溶液中。     

天然海水中微生物膜对316L不锈钢腐蚀行为研究

采用电化学技术包括开路电位、电化学阻抗谱、动电位极化、循环极化、表面表征技术、包括扫描电镜和能谱分析研究了316L不锈钢在天然海水中微生物膜影响的初期腐蚀行为。研究表明,海洋微生物在不锈钢表面发生附着形成生物膜。在天然海水中不锈钢的开路电位正移约450mV,而在灭菌海水中不锈钢的开路电位基本保持不变。电化学阻抗和极化实验结果指出,海洋微生物膜使不锈钢阻抗增加,点蚀电位升高,生物膜抑制了不锈钢的腐蚀发生。这种抑制作用经历了一个先变大后减小的过程。天然海水中,海洋生物膜的附着和其代谢产物作用使不锈钢的耐蚀性能得到提高,这一耐蚀性能的提高与生物膜影响的阳极抑制作用有关。     

Use of SECM to compare corrosion resistance of DIN W. Nr. 1·4460 high N and AISI 316L austenitic stainless steels in physiological solutions

Abstract

The pitting corrosion resistance of DIN W. Nr. 1·4460 stainless steel (SS) with high amounts of nitrogen (0·87%) was evaluated to be used for medical implants. The SS pitting corrosion resistance was tested in a minimum essential medium at 37°C by electrochemical impedance spectroscopy and potentiodynamic polarisation curves and in a 0·1 mol L^?1 NaCl solution at 25°C, by scanning electrochemical microscopy. This last technique measures the concentration of chemical species released by corrosion processes. The potential of an ultramicroelectrode was set to amperometrically detect the Fe²⁺ ions released at the anodic areas and also the depletion of oxygen due to the cathodic reactions in the vicinity of the cathodic areas. The AISI 316L stainless steel was also tested for comparison reasons. The results showed that the DIN W. Nr. 1·4460 with 0·87% nitrogen presents higher pitting corrosion resistance than the AISI 316L SS, being a potential candidate for biomaterial applications.     

Investigation on Pitting Corrosion of Nickel-Free and Manganese-Alloyed High-Nitrogen Stainless Steels

Pitting corrosion behavior of three kinds of nickel-free and manganese-alloyed high-nitrogen (N) stainless steels (HNSSs) was investigated using electrochemical and immersion testing methods. Type 316L stainless steel (316L SS) was also included for comparison purpose. Both solution-annealed and sensitization-treated steels were examined. The solution-annealed HNSSs showed much better resistance to pitting corrosion than the 316L SS in both neutral and acidic sodium chloride solutions. The addition of molybdenum (Mo) had no further improvement on the pitting corrosion resistance of the solution-annealed HNSSs. The sensitization treatment resulted in significant degradation of the pitting corrosion resistance of the HNSSs, but not for the 316L SS. Typical large size of corrosion pits was observed on the surface of solution-annealed 316L SS, while small and dispersed corrosion pits on the surfaces of solution-annealed HNSSs. The sensitization-treated HNSSs suffered very severe pitting corrosion, accompanying the intergranular attack. The addition of Mo significantly improved the resistance of the sensitization-treated HNSSs to pitting corrosion, particularly in acidic solution. The good resistance of the solution-annealed HNSSs to pitting corrosion could be attributed to the passive film contributed by N, Cr, and Mo. The sensitization treatment degraded the passive film by decreasing anti-corrosion elements and Cr-bearing oxides in the passive film.     

CORROSION FATIGUE CRACK INITIATION BEHAVIOR OF 316L STAINLESS STEEL IN HANK’S SOLUTION

ＣＯＲＲＯＳＩＯＮＦＡＴＩＧＵＥＣＲＡＣＫＩＮＩＴＩＡＴＩＯＮＢＥＨＡＶＩＯＲＯＦ３１６ＬＳＴＡＩＮＬＥＳＳＳＴＥＥＬＩＮＨＡＮＫ’ＳＳＯＬＵＴＩＯＮ￥Ｊ．Ｈ．Ｘｉｅ;Ｙ．Ｓ．Ｗｕ;Ｊ．Ｑ．Ｈｅ;Ｘ．Ｚ．ＹａｎｇａｎｄＲ．Ｚ．Ｚｈｕ（Ｄｅｐａｒｔｍｅ...     

选区激光熔化MnSi2增强316L不锈钢复合材料的表面质量及耐蚀性能

为改善316L不锈钢在海洋环境下的耐腐蚀性能,通过MnSi₂增强316L不锈钢基体,采用选区激光熔化(SLM)制备MnSi₂/316L不锈钢复合材料。利用Image-Pro Plus软件、光学显微镜、扫描电镜(SEM)及电化学工作站研究了激光功率对316L不锈钢金属基复合材料致密度及耐腐蚀性能的影响,通过Tafel极化曲线和阻抗谱表征其耐腐蚀性能的强弱,并通过点蚀形貌揭示了其腐蚀机理。结果表明:添加MnSi₂是提高316L不锈钢耐腐蚀性能的有效途径。随着激光功率的增大,耐腐蚀性能呈现先提高后降低的趋势,当激光功率达到190 W时,2%MnSi₂/316L不锈钢复合材料的致密度为99.80%,其腐蚀电位为－0.053 V (vs SCE)。同时,2%MnSi₂可以显著改善316L不锈钢的成形质量,提高其耐腐蚀性能,其腐蚀形式为氯离子诱导氯化物生成的点蚀,且点蚀产生位置主要集中在孔隙边界处。     

土壤中SRB及Cl-对1Cr18Ni9Ti不锈钢腐蚀的相互影响

利用交流阻抗测试技术、扫描电镜及表面能谱、失重法、微生物分析等方法 ,研究了在不同Cl-含量的土壤中 ,硫酸盐还原菌对 1Cr18Ni9Ti不锈钢腐蚀的影响规律 .13 6d的试验结果表明 ,不同Cl-含量土壤中SRB菌量在2 3 0 0 0～ 3 5 0 0 0 (个 /克土 )之间 ,Cl-的加入并没有显著影响SRB的生长 ,随着Cl-的加入土壤中SRB的菌量有增大的趋势 ;随着土壤中Cl-含量的增大 ,不锈钢腐蚀电位负偏移 ,而且在接菌土壤中的腐蚀电位比在灭菌土壤中负移幅度更大 ;不锈钢在灭菌土壤中没有发生点蚀现象 ,而在接菌土壤中发生了严重的点蚀 ,最大点蚀深度随着土壤中Cl-含量的增加而增大 ,这说明在土壤中SRB及Cl-的共同作用下 ,增大了不锈钢的点蚀敏感性 .不锈钢在灭菌土壤中的阻抗图谱表现为一个半径很大的容抗弧 ,而在接菌土壤中的阻抗图表现为两个时间常数的双容抗弧     

激光电子散斑干涉技术监测奥氏体不锈钢在NaCl溶液中的点蚀敏感性

用动电位极化和电化学阻抗等方法检测1Cr18Ni9Ti、304和316三种奥氏体不锈钢在3.5%NaCl溶液中的点蚀敏感性;用恒电位下的计时电流法结合激光电子散斑干涉技术（ESPI）实时监测这三种材料在3.5%NaCl溶液中阳极极化过程的表面动态变化及点蚀感应时间(τ)。结果表明,当电极表面发生点蚀时,激光电子散斑干涉图上会出现由点蚀产物扩散引起的亮斑。1Cr18Ni9Ti和 304不锈钢的τ值分别是1 s和9 s,316不锈钢的τ值大于50 s。由此可以判断1Cr18Ni9Ti的点蚀敏感性最大,304居中,316的点蚀敏感性最小。此结果与动电位极化和电化学阻抗等电化学方法得出的结果一致。激光电子散斑干涉技术可以做为一种实验室方法监测金属早期点蚀敏感性。     

15-5PH不锈钢初期点蚀的电化学特性

模拟研究15-5PH不锈钢在6% FeCl15-5PH不锈钢,点蚀,电化学阻抗谱,扫描Kelvin探针,国家自然科学基金(50901041);江西省自然科学基金(2009GZC5009);江西省教育厅重点实验室基金(DB200901399);江西省教育厅科技项目(GJJ11524)资助模拟研究15-5PH不锈钢在6%FeCl₃溶液中浸泡不同时间的初期点蚀规律,采用电化学阻抗测试和扫描Kelvin探针技术研究15-5PH不锈钢初期点蚀过程中的电化学行为。结果表明,随着浸泡时间增长,电化学反应电阻和阻抗模值逐渐减小,EIS谱由一个时间常数逐渐变成两个明显的时间常数.随着腐蚀的不断进行,不锈钢表面阴极区和阳极区不断发生变化,呈现局部腐蚀的特征,表面电位也逐渐升高,阴极区和阳极区变得明显,腐蚀反应处于加速过程。