C15不銹鋼在3.5%NaCl溶液中的耐蝕性
在海洋環(huán)境、油田污水及含氯離子的化工介質中,,氯離子含量高,,一般無錫不銹鋼產品在此環(huán)境中的耐全面腐蝕能力尚好,但易發(fā)生點蝕,、縫隙腐蝕等局部腐蝕,影響使用壽命,。C15不銹鋼是一種在含氯離子腐蝕環(huán)境中具有優(yōu)良耐蝕性的材料,。多年來的現場使用經驗表明,C15不銹鋼產品具有全面腐蝕率低,、使用壽命長,、且耐點蝕、耐縫隙腐蝕能力強的優(yōu)點,。
上海材料研究所的研究者們利用電化學方法,,按照國家標準對C15不銹鋼試樣進行點蝕電位和縫隙腐蝕測試,進一步研究其耐局部腐蝕的機理,。
試驗用C15不銹鋼及對比材料316L,、1Cr18Ni9Ti不銹鋼均進行固溶處理,尺寸為10mm×10mm×10mm,。對不銹鋼而言,,化學成分特別是Cr、Mo,、Ni等耐蝕元素的綜合作用,,不僅決定了不銹鋼組織形態(tài),還決定了不銹鋼表面鈍化膜成分與性質,。C15不銹鋼組織較均勻,,晶界只有少量沿晶碳化物,減少了因晶界腐蝕而發(fā)生點腐蝕和縫隙腐蝕的誘因,。
對不銹鋼表面鈍化膜形成有影響的成分主要是Cr,、Mo、Ni等元素,。鈍化膜是一層很薄的致密氧化物膜,。根據電化學理論,在NaCl溶液中,,Cl-主要是通過與鈍化膜中的O2-發(fā)生交換吸附破壞鈍化膜進而于與Fe,、Cr、Mo,、Ni等金屬離子發(fā)生反應,,促進金屬基體陽極溶解而腐蝕,。
增加不銹鋼抗點蝕能力最有效的合金元素是Cr、Mo,。根據化學成分分析,,三種鋼的Cr含量相差不多,屬于18Cr型不銹鋼,,都能形成鈍化區(qū),。Mo是提高不銹鋼耐蝕性的有效元素,在不銹鋼中同時加入Cr,、Mo元素,,材料的化學穩(wěn)定性、鈍化膜耐蝕性尤其是耐點腐蝕性能,,都能明顯提高,。Ni是形成奧氏體和穩(wěn)定奧氏體的最佳元素,可以避免氧化膜的還原,,也能提高鋼的耐點蝕性能,。C15不銹鋼的點蝕電位比316L、1Cr18Ni9Ti不銹鋼的高,,這可能是C15不銹鋼的Mo、Ni含量高,、耐點蝕當量大的緣故,。比較試驗結果發(fā)現:
(1)C15不銹鋼與對比材料316L、1Cr18Ni9Ti銹鋼的Ni含量大致按2%左右遞減,,Mo含量按2%~3%遞減,。根據PREN結果,C15不銹鋼的耐點蝕能力最強,。
(2)固溶后的C15不銹鋼的金相組織是奧氏體組織,,含有彌散分布的第二相和少量沿晶碳化物。
(3)在30℃的3.5%NaCl溶液中,,C15不銹鋼的自腐蝕電位和點蝕電位比對比材料316L和1Cr18Ni9Ti不銹鋼的高,,這表明C15不銹鋼耐均勻腐蝕和耐點腐蝕的能力高于對比材料。
(4)縫隙腐蝕試驗結果表明,,C15不銹鋼施加0.800V恒電位后的瞬間電流急劇降低,;隨時間的延長,電流也逐漸緩慢降低,;試驗面無明顯腐蝕,、環(huán)氧樹脂密封完好。誘發(fā)縫隙腐蝕后能再鈍化的最正電位VRP>0.800V,。