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1、第2 5 卷增刊 2 0 0 6 年1 1 月 分析测试学报 F E N X IC E S H IX U E B A O ( J o u r n a lo fI n s t r u m e n t a lA n a l y s i s ) V o L2 5 N O k 2 0 0 6 新型超低碳不锈钢耐蚀性测试 王菊琳，倪楠楠 ( 北京化工大学材料科学与工程学院，北京1 0 0 0 2 9 ) 固溶处理过程是金属加工工艺中的重要组成部分，它的主要目的是获得均一的奥氏体组织，提高 耐蚀性，并能使钢软化，以便加工成形。陈小芹等人的研究表明适当的固溶处理能使碳化物固溶于 铁基中，然后快速冷却，避免晶
2、界析出连续的网状碳化物，从而获得优异的耐蚀性能旧1 。李奇志等人 指出双相不锈钢经固溶处理后，合金的组织和力学性能均能得到明显的改善 1 。秦紫瑞等人用金相法、 失重法、化学浸泡法研究了新型超低碳双相不锈钢在不同热处理状态下的金相组织及其腐蚀行为，结 果表明经l0 5 0 。C 固溶处理后该钢具有优良的耐均匀腐蚀、晶间腐蚀与抗点蚀能力HJ 。本论文主要研究 新型超低碳不锈钢经过不同温度的固溶处理后电化学行为的变化，腐蚀产物的形貌和组成成分。筛选 出合适的固溶处理温度。 1 实验方法 1 1 固溶处理钢样化学成分及固溶处理温度 所评价的1 、2 、3 号钢样成分相同，见表1 。固溶处理制度分别为
3、1 9 0 0 。C ，2 10 0 0 。C ，2 11 0 0 0 C 。 表1 实验钢成分 1 2 动电位扫描实验 本实验通过动电位扫描测得的原位电化学谱，用C o r r t e s t 腐蚀测试系统进行极化曲线测量，采用三 电极体系，工作电极为1 、2 、3 号试样，参比电极为饱和甘汞电极( S C E ) ，辅助电极为铂电极。实验 介质为2 0 、6 0 的N a O H 水溶液和1 0 H ：S O 。水溶液；实验温度分别为室温、8 0 。C ；扫描速率 为2m V s 。 1 3 平均腐蚀速率测试 试样为1 、2 、3 号试样，试验介质为8 0 。C6 0 N a O H 水溶
4、液，浸泡1 个月后用失重法计算腐蚀速 率。另外1 种试验介质为5 H 2 S O 。水溶液，实验方法见G B 4 3 3 4 6 8 4 。 1 4 腐蚀产物形貌观察与成分分析 用美国F E I 公司的型号为Q U A N T A6 0 0 F 扫描电子显微镜和x 射线能谱仪( E D S ) 对在8 0 。C 6 0 N a O H 水溶液中浸泡1 个月的试样的表面腐蚀产物膜进行形貌观察和成分分析。 2 结果与讨论 2 1 不同固溶处理试样在室温2 0 、6 0 N a O H 水溶液中的电化学行为 不同固溶处理试样在室温2 0 、6 0 N a O H 水溶液中的电化学行为分别见图l 、2
5、 。图1 中活化溶 解区腐蚀电流密度( i 。) 从高到低的顺序为3 、2 、1 ，自腐蚀电位( ) 从负到正的顺序为3 、2 、l ； 维钝电流密度( i 舯E ) 从高到低的顺序为2 、3 、1 号。从图2 可见，3 种钢样K 从负到正的顺序为2 、 1 、3 号，i 从高到低的顺序为2 、1 、3 号，综合以上判据，在室温2 0 、6 0 N a O H 水溶液中耐蚀性 能最好的是1 号，其次是3 号( 与1 号相差不大) 。 - 2 0 1 第2 5 卷分析测试学报增刊 O 630 l o sI ( A e r a 2 ) 图l 不同热处理钢样在室温2 0 N a O H 水溶液 中的
6、极化曲线比较 图2 不同热处理钢样在室温6 0 N a O H 水溶液 中极化曲线的比较 2 2 不同固溶处理试样在8 0 2 0 、6 0 N a O H 水溶液中的电化学行为 不同固溶处理试样在8 0 2 0 、6 0 N a O H 水溶液中的极化曲线见图3 、4 。从图3 可见。尽管1 、 3 号的K 比2 号的负，但1 、3 号的i 是2 号的1 1 0 左右。因此，耐蚀性顺序从高到低为3 、l ( 与3 接近) 、2 号。从图4 可以看出V 。从负到正的顺序为2 、1 、3 号，i 从高到低的顺序为3 、2 、1 ，因此 耐蚀性最好的是I 号，其次是3 号。因此在8 0 2 0 、
7、6 0 N a O H 水溶液中耐蚀性最好的是1 ，其次 是3 ( 与1 接近) 。 一7 6 5 _ 4 3 - 2 - 10 1 sI ( A e r a 2 ) 图3 不同热处理钢样在8 0 2 0 N a O H 水溶液 中的极化曲线比较 1 0 O 5 乞o o J - 0 5 1 O 1 5 - 2 0 l o El ( A e 一) 图4 不同热处理钢样在8 0 6 0 N a O H 水溶液 中极化曲线比较 2 3 不同固溶处理不锈钢在室温1 0 的硫酸水溶液中的腐蚀行为 从图5 可以看出，3 种钢样在硫酸溶液中具有相同的K 、破裂 电位( K ) 和i 。致钝电流密度( i
8、致钝) 有些差别，从小到大的顺 序为1 、2 、3 ，说明固溶处理温度对钢样在硫酸中的腐蚀行为影响乞 不大，固溶处理温度越高，钢样的耐蚀性能有轻微的降低。 斗 2 4 不同固溶处理钢样在8 0 6 0 N a O H 和5 H 2 S 0 4 中平均腐蚀速率研究 由于极化曲线反映的是钢样的瞬时腐蚀速率，有必要对其平均 i 0 5 “ 拈m 2 ) 腐蚀速率进行测试。不同固溶处理钢样分别在8 0 ：C6 0 N a O H 水溶图5 不同热处理钢样在1 0 H 2 S O , 液中浸泡1 个月和5 H ：S O 水溶液中沸腾6 h 后，用失重法计算所 溶液中极化曲线 得的腐蚀速率见表2 。从表2
9、 及试样表面腐蚀状态可见，不同固溶处理钢样在这两种介质中表现出均匀 腐蚀的现象，耐蚀性从高到低的顺序均为l 、2 、3 。 - 2 0 2 - O 5 O 5 O 5 o o 曲 以 以 气， # 6 M H * m m ! ：! ! 塑! ! ! ! ! 坠坚 竺玉巫基墨兰匠玉巫匦兰叠二 10 0 2 2 0 10 l 0 I V 2 0 0 2 3 41 1 0 1 6 0 6 I V 3 00 2 3 7 02 I I5 ：IZ 目* nm 目* 口一目* ，一目Av k 目* 一十目 25 不同固溶处理不锈钢在8 0 1 ：6 0 N a O H 水溶液中浸泡后腐蚀形貌殛腐蚀产物组成
10、的研究 借助S E M 及E D S ，对各试样表面的腐蚀产物进行形貌观察及元素成分测试。其中1 号钢样的结果 见幽6 和表3 。 目6I 号样腐蚀产物S E M 照片能谱目 表33 种钢样腐蚀产物中金腻z 肃组m # 从图6 和表3 可见，3 种锕样中白色腐蚀产物主要是山基体台金中的F e 、C r 、N i 的溶解并与c 、O 结合形成的。其中1 号样腐蚀产物中的C r F o 、N i F e 高于基体中的i 兑明基体中的c r 、N i 优先于Fe 溶解并在表面上富集，形成了雠护性较好的钝化膜，使得I 号样在8 0 6 0 N a O H 水溶液中浸泡1 个 月的过程中耐蚀。2 、3
11、号样的白色腐蚀产物中的C r F e 、N i F e 均没有1 号样夫，保护性没有】号的 好，所以2 、3 号的腐蚀速率高于I 号。蓦体表面际有白色腐蚀产物外，还有太小不一的黑色斑点，斑 点的金属元素中除M o 、M n 外，其它金J 西元素成分与甚体相莆不大，此外，还含有大量的C 元素( 可 能形成r 金属的碳化物) 。 3 结论 ( I ) 不同固溶处理币锈钢在室温、8 0 的2 0 、6 0 N a O H 水溶液巾或审温1 0 H ，5 0 。、沸腾的 5 H ：s 0 溶液中耐腐蚀性最好的基奉都是I 号，闪此，相应于1 号的固溶处理温度即9 0 0 1 。C 最合适。 ( 2 )
12、不同同溶处理小锈钢在8 0 t6 0 N a O H 水溶液中浸泡1 个月时腐蚀产物膜组成主要为n 、 c r 、N i 的化台物，且c r 或N i 富集。 寿女m ： I 沈钧：J 机槭t f 热r ) 1 9 9 9 】1 ：3 I 2J 睬小芹，束晓芳 J j l qJ t l 冶金2 们，1 9 ( 4 ) 2 6 3 ： 亭奇志，亭慧中J m 南有色金属，2 0 0 62 2 ( 1 ) ：3 2 4 ；觜郭宁郭珊 6 油化I 最备技术，2 0 0 0 ，2 1 ( 2 ) ：4 7 下转第2 0 5 第6 期分析测试学报增刊 言5 童4 i ， 2 _ _ l 5 0 2 0 (
13、 ) 7 0 舳 2 兮2 量 言 图lP t R u 薄膜样品的结构深度分布图 & 口= 0 6 。；h 口= 1 。；a a = 2 。；d n = 3 。；己口= 6 。 九P R u = 2 9 4 ：& P t R u = 0 6 参考文献： 1 骆建，殷红，陶琨 J 物理学报，1 9 9 5 ，4 4 ( 1 1 ) ：1 7 8 8 1 7 9 2 2 姜传海，陈世扑，徐祖耀 J 理化检验一物理分册，2 0 0 2 ，3 8 ( 1 1 ) ：4 7 8 4 8 1 2 0 ( ) S t u d yo nP h a s eD e p t hD i s t r i b u t i
14、 o no fP t R uT h i n f i l mB yG I X D Y A N GX i k u n ，H E N GG e n h u a ( R e s e a r c hC e n t e rf o rA n a l y s i sa n dM e a s u r e m e n t ，K u n m i n gU n i v e r s i t yo fS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y 。K u n m i n g6 5 0 0 9 1 ，C h i n a ) A b s t r a c t ：P t R ut h i n - f
15、 i l mw e r ef a b r i c a t e db ym e 朋so fi o nb e a ms p u t t e r i n g ( I B S ) T h es u r f a c el a y e rs t r u c t u r e o fP t R ut h i n - f i l mw e r ec h a r a c t e r i z e du s i n gG r a z i n gI n c i d e n c eX - r a yD i f f r a c t i o n ( G I X D ) T h er e s u l t ss h o wt h a t t h es u r f a c el a y e rs t r u c t u r eo fP t R ut h i n - f i l m sc h a n g eb yv a r i a t i o no fP t R ua t o m i cr a t i od u r i n gt h ei o nb e a ms p u t t e r i n gd e p o s i t i o np r o c e s s ! K e yW O r d s ：P t R ut h i n f i l m ；P h a s ed e p t hd i s
