316不锈钢的临界点蚀温度及其离子协同作用研究

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作为不锈钢最重要失效形式之一,点蚀备受关注。在点蚀抗力评价的浸泡方法、动电位方法和恒电位CPT三类评价技术中,浸泡方法精度、简捷度较差,动电位Eb方法由于低温过钝化在大多情况下不适用,因而恒电位CPT评价技术成为最适用的方法。国际上均以此方法进行研究,具通用性,但是国内该方面研究极少。本文以304、316不锈钢为研究对象,以恒电位CPT评价技术研究了不锈钢临界点蚀温度与氯离子、硫酸根离子浓度的关系,分析了温度、氯离子浓度影响点蚀发生的机理、揭示了氯离子与硫酸根离子的协同作用对点蚀影响的原因。所得结果对于理解材料点蚀发生机理具有重要指导作用,主要结果如下:(1)温度、Cl-浓度对不锈钢的自腐蚀行为的影响主要是影响了不锈钢表面钝化膜的溶解速度,钝化膜的溶解速度决定了钝化膜生长的阳极反应速度。不锈钢钝化膜生长的阳极反应速度与温度的关系满足Arrhenius规律。(2)一定外加电压下,304、316不锈钢材料的临界点蚀温度与Cl-浓度满足经验公式:CPT=α+γlncCl-(3)一定浓度Cl-溶液中,SO42-对不锈钢自腐蚀行为的影响主要是影响了Cl-在不锈钢表面的吸附,引起钝化膜溶解速度的变化。(4)一定外加电压与Cl-浓度溶液中,SO42-与Cl-在不锈钢表面竞争吸附,不同浓度SO42-竞争吸附的结果不同,引起不锈钢的临界点蚀温度降低或升高。
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