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碳钢和低合金钢作为化工管道、耐酸泵、轮船和水轮机的基本材料之—,同时304和321不锈钢作为轮船螺旋桨和水轮机叶片主要成分的不锈钢过流部件,在使用过程中仍然受到严重的流动腐蚀。因此进一步研究其在流动相中耐蚀性行为,对开发新材料及表面改性新技术具有重要意义。本文使用PGSTAT30电化学工作站、8S-1磁力搅拌器和金相显微镜,通过模拟真实环境和极端条件下对45#钢、20SiMn钢和304不锈钢、321不锈钢进行电化学腐蚀实验,从极化曲线、电化学阻抗谱、Bode图和金相照片四个方面,分析其耐蚀性与流速的关系,进一步研究其在流动相中的腐蚀特征。45#钢和20SiMn钢电化学腐蚀研究表明:(1)随着流速增大,45#钢和20SiMn钢的阻抗弧半径和弥散系数减小,弥散效应随之增大;其Icorr由缓慢到急剧增大出现转折点,在转速200 r/min时,达到临界流速;其阻频特性曲线从高频区到低频区,转折角的斜率和落点值由大到小,同时相频特性曲线从高频区到低频区最大相角逐渐下降。(2)腐蚀前后微观形貌的观察表明,随着搅拌速度的增大,其表面从光洁到粗糙,点蚀坑数目从无到有、从小到大和由浅变深,可见45#钢和20SiMn钢随着溶液流速的增大,其电化学腐蚀由局部腐蚀变为均匀腐蚀,相比而言20SiMn钢比45#钢更耐腐蚀;(3)45#钢在流动盐酸溶液中,随着缓蚀剂UP的浓度的增加,起缓蚀作用UP浓度存在一个最大值,即当UP的浓度为0.1mol/L时,缓蚀效率最高;极化曲线表明,加缓蚀剂UP前后体系自腐蚀电流密度变小,自腐蚀电位出现正移,UP是一个阳极型缓蚀剂。304和321不锈钢电化学腐蚀研究表明:(1)随着流速增大,304和321不锈钢的Icorr由缓慢到急剧增大,出现转折点,在转速800r/min时,达到临界流速;(2)从静态到流动条件下,随着流速增大304和321不锈钢的阻抗弧半径急剧减小,表观传递电阻和弥散系数减小,而溶液电阻和双电层的电容增大,使得其腐蚀电流和金属表面粗糙度增大,因此弥散效应也增大;(3)其阻频特性曲线从高频区到低频区,转折角的斜率和落点值由大到小,同时相频特性曲线从高频区到低频区最大相角逐渐下降;(4)腐蚀前后微观形貌的观察表明,随着搅拌速度的增大,在氯化钠溶液中金属表面从光洁到粗糙,点蚀坑数目从无到有,从小到大;相比于氯化钠中腐蚀形貌,在盐酸中腐蚀加剧,点蚀坑从少到多,由浅变深。可知304和321不锈钢随着溶液流速的增大,其电化学腐蚀由局部腐蚀变为均匀腐蚀。相比较而言,321不锈钢比304不锈钢更耐腐蚀。综上所述,通过从腐蚀速率,弥散系数和Bode图三个方面对四种钢在流动相中电化学腐蚀实验数据的分析,其耐蚀性大小为:321不锈钢>304不锈钢>20SiMn钢>45#钢。