NaCl溶液中沉淀硬化不锈钢的电化学行为

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0Cr17Ni4Cu4Nb马氏体沉淀硬化不锈钢以及0Cr17Ni7Al半奥氏体沉淀硬化不锈钢是沉淀硬化不锈钢中应用最广的不锈钢。由于它们拥有高耐蚀性及良好的综合力学性能,广泛应用于船舶工业上。船舶器件长期在海水中服役,器件容易发生小孔腐蚀,导致使用寿命缩短。所以研究不锈钢在不同温度和不同pH的Cl-介质环境中的孔蚀临界条件及孔蚀机理,对阻滞沉淀硬化不锈钢孔蚀及防护有着重要的实用价值。本文采用电化学测试技术对0Cr17Ni4Cu4Nb和0Cr17Ni7Al沉淀硬化不锈钢在NaCl溶液中的电化学行为进行研究,得出以下结果。1.两种沉淀硬化不锈钢的临界孔蚀电位Eb值,随着介质温度下降、NaCl浓度减小、pH值升高而降低,使不锈钢的耐孔蚀性能得到改善。2.环状阳极曲线测试结果,随着介质温度升高、NaCl浓度增大、pH值降低,两种沉淀硬化不锈钢的Eb-Ep值增大和相对环面积变大,表明促进了不锈钢孔内自催化酸化作用,导致不锈钢的阳极活性溶解。3.交流阻抗谱测试结果表明,随着介质温度降低、NaCl浓度减小、pH值升高,不锈钢的双电层电容Cl及钝化膜层的等效电容C2降低,电荷转移电阻Rt和膜层的等效电阻Rct增加,低频阻抗模值变大、相位角变小,相位角峰值频率域向高频区偏移,形成高电阻、低电容的阻挡层,抑制和减缓了腐蚀反应。4.M-S曲线表明,不锈钢的钝化膜为N型半导体结构,在-0.4-0.4V电位区间内,Mott-Schottky曲线呈直线,斜率为正,随着介质温度下降、pH值升高,供体密度减小,钝化膜结构稳定,耐蚀性得到增强。5. XRD测试结果,腐蚀后0Cr17Ni4Cu4Ni不锈钢表面由Fe、Fe2O3、Fe3O4、Cr203和FeCl3相所构成;而0Cr17Ni7Al不锈钢腐蚀表面由Fe、AlCrFe2、Fe2O3、 Fe3O4、Cr2O3、AlCl3和FeOCl相所组成,表明Cl-参与了不锈钢的腐蚀反应历程。
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