兩種不銹鋼在模擬海洋環(huán)境中局部腐蝕行為的研究.pdf

1、國家海洋開發(fā)戰(zhàn)略的實(shí)施需要海洋工程裝備提供質(zhì)量保證，而海洋工程的發(fā)展需要高性能材料作為支撐。本工作主要采用電化學(xué)方法研究了兩種不銹鋼材料， Z2CND18-12N奧氏體不銹鋼和S32760雙相不銹鋼，在模擬海洋環(huán)境中的局部腐蝕行為，包括點(diǎn)腐蝕、縫隙腐蝕及應(yīng)力腐蝕破裂（Stress Corrosion Cracking，SCC）。根據(jù)海洋環(huán)境條件，選取的模擬環(huán)境有按照 ASTM標(biāo)準(zhǔn)制備的人造海水和不同溫度和不同濃度的 NaCl溶液，其中不

2、同溫度條件為3℃、30℃及60℃，NaCl溶液選取的濃度有接近海水濃度的3.5％NaCl溶液及模擬蒸發(fā)濃縮情況下的10%NaCl溶液。主要工作內(nèi)容及結(jié)論如下：
　?。?）研究了人造海水和3.5%NaCl溶液中， S32760雙相不銹鋼和Z2CND18-12N奧氏體不銹鋼動(dòng)電位陽極極化曲線行為，S32760在兩種溶液中表現(xiàn)出相似的動(dòng)電位極化行為，鈍化區(qū)較寬，點(diǎn)蝕電位較高，在+1000mV（相對于飽和甘汞電極SCE，下同）以上；Z2C

3、ND18-12N奧氏體不銹鋼在兩種溶液中極化行為相近，均表現(xiàn)為較大的亞穩(wěn)態(tài)波動(dòng)后點(diǎn)蝕擊穿。研究了兩種材料分別在3℃、30℃及60℃的3.5%和10%NaCl溶液條件下的點(diǎn)蝕行為，S32760雙相不銹鋼表現(xiàn)出優(yōu)秀的點(diǎn)蝕抗力，點(diǎn)蝕電位在+1000mV左右，但是在60℃時(shí)出現(xiàn)較明顯的亞穩(wěn)態(tài)波動(dòng)；Z2CND18-12N奧氏體不銹鋼在低溫3℃下表現(xiàn)出與S32760接近的點(diǎn)蝕抗力，低溫下耐點(diǎn)蝕性能優(yōu)良，但是溫度升高導(dǎo)致點(diǎn)蝕抗力顯著下降，在30℃和6

4、0℃測試時(shí)，極化曲線上有明顯的點(diǎn)蝕擊穿，試樣上出現(xiàn)明顯的點(diǎn)蝕坑，耐點(diǎn)蝕性能不及S32760雙相不銹鋼。NaCl溶液濃度增大時(shí)點(diǎn)蝕電位下降。
　?。?）采用動(dòng)電位極化、臨界點(diǎn)蝕溫度（Critical Pitting Temperature,CPT）測試及腐蝕形貌觀察方法對比性地研究了材料的點(diǎn)腐蝕行為，結(jié)果表明應(yīng)采用多種方法綜合評價(jià)較為合理。例如 S32760雙相不銹鋼在60℃下，點(diǎn)蝕電位雖接近+1000mV，但是在掃描電鏡下能觀察到

5、亞穩(wěn)態(tài)點(diǎn)蝕形貌，此時(shí)已有點(diǎn)蝕傾向。CPT測試能較好地反映高耐蝕性材料的耐點(diǎn)蝕性能及其對溫度的敏感性。
　?。?）S32760雙相不銹鋼的縫隙腐蝕抗力明顯高于 Z2CND18-12N，S32760在3℃、30℃及60℃的3.5%和10%NaCl溶液條件下再鈍化電位均高于+800mV。Z2CND18-12N不銹鋼的縫隙腐蝕抗力較差，在低溫3℃的兩種 NaCl溶液中及30℃3.5%NaCl溶液中未發(fā)生縫隙腐蝕，而在30℃濃度更高的10%

6、NaCl溶液及溫度升高到60℃時(shí)均對縫隙腐蝕敏感。與點(diǎn)蝕結(jié)果對比，Z2CND18-12N縫隙腐蝕抗力低于其點(diǎn)蝕抗力，溶液環(huán)境較為苛刻時(shí)，在較低電位下易發(fā)生縫隙腐蝕。
　?。?）采用慢應(yīng)變速率試驗(yàn)（SSRT）和電化學(xué)測控相結(jié)合的方法研究了電位對兩種材料在30℃的3.5%NaCl溶液環(huán)境中SCC的影響。Z2CND18-12N奧氏體不銹鋼在+100mV時(shí)發(fā)生陽極溶解，在+400mV及+600mV時(shí)陽極溶解顯著，并伴有 SCC裂紋出現(xiàn)，該