硼元素对1Cr17不锈钢在酸性介质中腐蚀行为的影响

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节镍型铁素体不锈钢的广泛应用,使其在合金化、耐蚀性能等方面的研究受到关注。本课题采用真空重熔的方法制备了不含硼和硼质量分数分别为16ppm、22ppm、28ppm的四组1Cr17不锈钢,利用周期浸泡腐蚀法、电化学腐蚀法(Tafel极化曲线法),研究了微量硼对铸态1Crl7铁素体不锈钢在盐酸、硫酸和混酸(3.2%HCl+3.8%HNO3)溶液中的腐蚀规律和耐腐蚀性能,为硼元素在铁素体不锈钢中微合金化的应用提供参考依据。通过铸态1Cr17铁素体不锈钢在盐酸介质中浸泡腐蚀试验表明,试验材料在25℃、40℃时腐蚀动力学曲线遵循不同规律,但腐蚀均受温度浓度影响,且含硼试样的腐蚀速率、腐蚀深度与不含硼试样相比呈下降趋势。浸泡腐蚀后不含硼试样腐蚀类型为非均匀全面腐蚀,含硼试样为全面腐蚀和晶间腐蚀。在25℃、40℃的10%HC1溶液中电化学腐蚀表明,随着含硼量的升高,自腐蚀电位升高,自腐蚀电流下降,耐蚀性能提高,尤其含硼28ppm的试样自腐蚀电流有明显的下降,说明硼元素的加入提高了1Cr17不锈钢在盐酸溶液中的耐蚀性。铸态1Cr17铁素体不锈钢在10%H2S04介质中浸泡腐蚀试验表明,试验试样在25℃、40℃时腐蚀动力学曲线遵循不同规律变化,但与不含硼试样相比含硼试样的腐蚀速率、腐蚀深度均在降低。电化学腐蚀表明,在25℃、40℃的10%H2SO4溶液中,随着含硼量的随着含硼量的增加,维钝电流降低,说明加硼后试样的钝化能力提高,耐腐蚀性能变好。这与浸泡腐蚀试验结果吻合。说明硼元素的加入提高了1Cr17不锈钢在硫酸溶液中的耐蚀性能。在10%H2S04介质中试样的腐蚀类型主要为非均匀全面腐蚀。四种实验材料在混酸(3.2%HCl+3.8%HNO3)介质中的腐蚀形式为全面腐蚀和晶间腐蚀,在25℃、40℃的混酸溶液中浸泡腐蚀试验时,四组试样的的腐蚀失重、腐蚀速率与在10%HC1、10%H2S04呈现的规律相同,即含硼试样均在平均腐蚀失重、腐蚀速率、与不含硼试样相比呈下降趋势。通过电化学试验分析,随着含硼量的升高,维钝电流均下降,耐蚀性能提高。对比分析四种1Cr17不锈钢在25℃不同种类酸性介质中腐蚀失重,可知在10%H2S04、10%HC1溶液中四种试样的耐蚀性优于10%HCl,四种材料在混酸3.2%HCl+3.8%HNO3介质中的耐蚀性能较好;通过电化学试验对比不同浓度下盐酸和硫酸介质中的耐腐蚀性,可见浓度变化是影响试样耐蚀性的一个重要因素,试验中介质浓度越大,材料越不容易被钝化,材料的耐腐蚀性能下降。
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