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C15不銹鋼在3.5%NaCl溶液中的耐蝕性

時間:2019-06-13    作者:無錫不銹鋼板    瀏覽:0

在海洋環境、油田污水及含氯離子的化工介質中,氯離子含量高,一般無錫不銹鋼產品在此環境中的耐全面腐蝕能力尚好,但易發生點蝕、縫隙腐蝕等局部腐蝕,影響使用壽命。C15不銹鋼是一種在含氯離子腐蝕環境中具有優良耐蝕性的材料。多年來的現場使用經驗表明,C15不銹鋼產品具有全面腐蝕率低、使用壽命長、且耐點蝕、耐縫隙腐蝕能力強的優點。

上海材料研究所的研究者們利用電化學方法,按照國家標準對C15不銹鋼試樣進行點蝕電位和縫隙腐蝕測試,進一步研究其耐局部腐蝕的機理。

試驗用C15不銹鋼及對比材料316L、1Cr18Ni9Ti不銹鋼均進行固溶處理,尺寸為10mm×10mm×10mm。對不銹鋼而言,化學成分特別是Cr、Mo、Ni等耐蝕元素的綜合作用,不僅決定了不銹鋼組織形態,還決定了不銹鋼表面鈍化膜成分與性質。C15不銹鋼組織較均勻,晶界只有少量沿晶碳化物,減少了因晶界腐蝕而發生點腐蝕和縫隙腐蝕的誘因。

對不銹鋼表面鈍化膜形成有影響的成分主要是Cr、Mo、Ni等元素。鈍化膜是一層很薄的致密氧化物膜。根據電化學理論,在NaCl溶液中,Cl-主要是通過與鈍化膜中的O2-發生交換吸附破壞鈍化膜進而于與Fe、Cr、Mo、Ni等金屬離子發生反應,促進金屬基體陽極溶解而腐蝕。

增加不銹鋼抗點蝕能力最有效的合金元素是Cr、Mo。根據化學成分分析,三種鋼的Cr含量相差不多,屬于18Cr型不銹鋼,都能形成鈍化區。Mo是提高不銹鋼耐蝕性的有效元素,在不銹鋼中同時加入Cr、Mo元素,材料的化學穩定性、鈍化膜耐蝕性尤其是耐點腐蝕性能,都能明顯提高。Ni是形成奧氏體和穩定奧氏體的最佳元素,可以避免氧化膜的還原,也能提高鋼的耐點蝕性能。C15不銹鋼的點蝕電位比316L、1Cr18Ni9Ti不銹鋼的高,這可能是C15不銹鋼的Mo、Ni含量高、耐點蝕當量大的緣故。比較試驗結果發現:

(1)C15不銹鋼與對比材料316L、1Cr18Ni9Ti銹鋼的Ni含量大致按2%左右遞減,Mo含量按2%~3%遞減。根據PREN結果,C15不銹鋼的耐點蝕能力最強。

(2)固溶后的C15不銹鋼的金相組織是奧氏體組織,含有彌散分布的第二相和少量沿晶碳化物。

(3)在30℃的3.5%NaCl溶液中,C15不銹鋼的自腐蝕電位和點蝕電位比對比材料316L和1Cr18Ni9Ti不銹鋼的高,這表明C15不銹鋼耐均勻腐蝕和耐點腐蝕的能力高于對比材料。

(4)縫隙腐蝕試驗結果表明,C15不銹鋼施加0.800V恒電位后的瞬間電流急劇降低;隨時間的延長,電流也逐漸緩慢降低;試驗面無明顯腐蝕、環氧樹脂密封完好。誘發縫隙腐蝕后能再鈍化的最正電位VRP>0.800V。

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