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奥氏体不锈钢点蚀行为的研究

作　者: 徐珊
导　师: 杜楠
学　校: 南昌航空大学
专　业: 材料物理与化学
关键词: ESPI 电化学阻抗谱奥氏体不锈钢点蚀
分类号: TG172
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

本文采用动电位扫描、电化学阻抗谱(EIS)和激光电子散斑干涉技术(ESPI),研究了奥氏体不锈钢在腐蚀介质中的点蚀行为,建立了一种用ESPI实时、原位监测金属早期点蚀敏感性的实验室方法。主要研究内容和研究结果如下:利用动电位扫描、EIS和ESPI检测了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。动电位扫描结果表明,1Cr18Ni9Ti的点蚀破裂电位Eb为0.085V,304的Eb为0.465V,316的Eb为0.573 V。EIS结果表明,1Cr18Ni9Ti浸泡初期(0h)就进入点蚀诱导期;304和316分别浸泡至28h和72h进入点蚀诱导期。ESPI结果表明,在0.3V过电位下,1Cr18Ni9Ti和304的点蚀感应时间τ值分别是1s和9s,316的τ值大于120s。ESPI得出的结果与动电位扫描、EIS等电化学方法得出的结果一致,即1Cr18Ni9Ti的点蚀敏感性最大,304居中,316点蚀敏感性最小。采用电化学方法和ESPI,通过改变NaCl浓度以及在一定浓度NaCl溶液中,改变SO42-浓度和S2O32-浓度等介质条件,研究了这些因素对304奥氏体不锈钢点蚀敏感性的影响。研究发现,在NaCl溶液中,随着Cl-浓度的增加,304不锈钢的耐点蚀性能下降。在3.5%NaCl溶液中,不同浓度的SO42-对304不锈钢点蚀行为存在不同的作用结果。由于竞争吸附,低浓度的SO42-(0～1%)引起Cl-在不锈钢表面出现局部集中,促进了材料发生点蚀;当SO42-为0.5%时,Cl-局部浓度集中效果最明显,材料耐点蚀性能最差;高浓度的SO42-(1%～4%)引起不锈钢表面Cl-有效浓度过低,阻碍了材料发生点蚀。在3.5% NaCl溶液中,随着S2O32-浓度的增加,304不锈钢的耐点蚀性能下降。当S2O32-浓度较低时(0～0.5%),材料的耐点蚀性能下降迅速;当S2O32-浓度较高时(0.5～3.5%),材料的耐点蚀性能下降趋缓。利用动电位扫描和ESPI研究了pH值对304奥氏体不锈钢在3.5%NaCl溶液中点蚀行为的影响。动电位扫描结果表明,304不锈钢在三种溶液中的点蚀破裂电位Eb排序为(pH=3)<(pH=7)<(pH=14)。ESPI结果表明,在0.3V过电位下,304不锈钢在pH=3、pH=7、pH=14的3.5%NaCl溶液中,点蚀感应时间τ分别为0.5s、9s、28s。两种方法得出的结果一致,即304不锈钢在pH=14的NaCl溶液中耐点蚀性最好,在pH=3的NaCl溶液中耐点蚀性最差。由极化后304不锈钢表面蚀坑的SEM形貌图可知,在pH=3、pH=7的NaCl溶液中,蚀坑形貌相似呈浅口型;在pH=14的NaCl溶液中,蚀坑具有多孔花边盖状点蚀形貌特征。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章绪论  9-17
  1.1 点蚀研究概述  10-12
    1.1.1 点蚀  10
    1.1.2 点蚀的萌生机理  10-11
    1.1.3 点蚀的发展机理  11-12
    1.1.4 点蚀的影响因素  12
  1.2 点蚀的研究方法  12-15
    1.2.1 电化学阻抗谱（EIS）技术  13-14
    1.2.2 电化学噪声（EN）技术  14
    1.2.3 极化曲线测量  14-15
    1.2.4 扫描探针显微镜技术  15
  1.3 激光干涉方法在腐蚀检测中的研究现状  15-16
  1.4 激光电子散斑干涉技术（ESPI）  16-17
第2章实验技术  17-23
  2.1 实验材料及电极制备  17-18
    2.1.1 实验材料  17
    2.1.2 电极制备  17-18
  2.2 激光电子散斑干涉技术原理  18-19
  2.3 实验方法  19-23
    2.3.1 电化学测试系统及电子散斑图像采集系统  20-22
    2.3.2 电化学测试方法  22
    2.3.3 显微观察  22-23
第3章奥氏体不锈钢在NaCl溶液中的点蚀敏感性研究  23-34
  3.1 动电位极化曲线检测不锈钢点蚀敏感性  23-25
  3.2 电化学阻抗技术检测不锈钢点蚀敏感性  25-27
  3.3 激光电子散斑干涉技术监测不锈钢点蚀敏感性  27-33
  3.4 本章小结  33-34
第4章几种阴离子对奥氏体不锈钢点蚀行为的影响  34-57
  4.1 NaCl 浓度对304 不锈钢点蚀行为的影响  34-41
    4.1.1 304 不锈钢在不同浓度NaCl 溶液中的动电位极化曲线  34-37
    4.1.2 304 不锈钢在不同浓度NaCl 溶液中的电化学阻抗谱  37-39
    4.1.3 304 不锈钢在不同浓度NaCl 溶液中的ESPI 研究  39-41
  4.2 SO_4~(2-)浓度对304 不锈钢在NaCl 溶液中点蚀行为的影响  41-48
    4.2.1 304 不锈钢在含不同浓度SO_4~(2-)的NaCl 溶液中的动电位极化曲线  41-44
    4.2.2 304 不锈钢在含不同浓度SO_4~(2-)的NaCl 溶液中的电化学阻抗谱  44-46
    4.2.3 304 不锈钢在含不同浓度SO_4~(2-)的NaCl 溶液中的ESPI 研究  46-48
  4.3 S_2O_3~(2-)浓度对304 不锈钢在NaCl 溶液中点蚀行为的影响  48-56
    4.3.1 304 不锈钢在含不同浓度S_2O_3~(2-)的NaCl 溶液中的动电位极化曲线  49-50
    4.3.2 304 不锈钢在含不同浓度S_2O_3~(2-)的NaCl 溶液中的电化学阻抗谱  50-52
    4.3.3 304 不锈钢在含不同浓度S_2O_3~(2-)的NaCl 溶液中的ESPI 研究  52-56
  4.4 本章小结  56-57
第5章 pH值对奥氏体不锈钢点蚀行为的影响  57-65
  5.1 304 不锈钢在不同pH 值的NaCl 溶液中的动电位极化曲线  57-58
  5.2 ESPI 监测304 不锈钢在不同pH 值的NaCl 溶液中的点蚀行为  58-61
  5.3 蚀坑形貌分析  61-63
  5.4 本章小结  63-65
第6章结论  65-67
参考文献  67-70
攻读硕士学位期间发表的论文  70-71
致谢  71-72

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