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1、第8卷第4期腐蚀科学与防护技术Vol.8No.41996年10月CORROSIONSCIENCEANDPROTECTIONTECHNOLOGYOct.1996X敏化对不锈钢孔蚀性能的影响梁成浩 高扬(大连理工大学化工学院大连116012)-摘 要 用电化学测试技术研究了不同敏化处理的304不锈钢的耐孔蚀性能,探讨了Cl浓度、温-度和pH值对孔蚀电位Eb的影响。结果表明,敏化热处理导致Eb值下降;随Cl浓度增加,介质温度升高,pH下降,使Eb值变负;不锈钢的晶间腐蚀使耐孔蚀性能变劣。关键词 敏化热处理,304不锈钢,孔蚀电位奥氏体不
2、锈钢经焊接后,在氧化性介质中使用时,焊接接头的热影响区易遭受晶间腐蚀。发生晶间腐蚀的主要原因是由于晶界处产生贫铬区,使Cr23C6沿晶析出所致。铬的碳化物[1]析出,不仅能引起晶间腐蚀,而且使孔蚀等局部腐蚀性能变劣。孔蚀是一种极其危险的局部[2]腐蚀,它造成的腐蚀失效仅次于均匀腐蚀和应力腐蚀破裂。本文采用电化学测试技术除研-究敏化热处理条件、Cl浓度、温度、pH值对304不锈钢耐孔蚀性能影响外,也考察了晶间腐蚀与孔蚀之间的相关性。1实验方法试样所用的304不锈钢化学成分为(wt%):C0.045,Si0.36,Mn0.91,P0.
3、030,S0.030,Ni8.26,Cr19.19。并按表1工艺进行热处理。用PRINCETONM173恒电Table1Heattreatmentsfortestmaterial位仪扫描孔蚀环,介质为0.35%NaCl溶液,温度控制在AlloyHeattreatment80℃,扫描速度为60mVöA1060℃×30minwatercoolingmin。试验完毕后,用低倍金相BST+750℃×1h+500℃×24h显微镜观察试样表面形貌,确CST+600℃×24h认孔蚀点的存在。浸泡试验采DST+650℃×2h用6%FeCl3+0.
4、05molöLEST+700℃×0.5hHCl溶液,在50℃下浸渍24h后,清洗、干燥、称重。晶间腐X国家教委基金和金属腐蚀与防护国家重点实验室资助 收到初稿:1995210210,收到修改稿:95212214282腐蚀科学与防护技术8卷蚀试验是在沸腾5%H2SO4和65%HNO3溶液中分别煮沸6h、24h,用失重值计算出腐蚀率评定敏化热处理对晶间腐蚀性能的影响。2结果与讨论图1为Eb和Eb2Ep值随腐蚀速率变化曲线。由图可知,经固溶热处理的A钢的Eb值最正,孔蚀速率和Eb2Ep值最小,耐孔蚀性能最佳。随着敏化热处理,Eb值负移,
5、孔蚀速率逐渐增大。其中,敏化热处理条件苛刻的B、C钢的Eb值最负,且孔蚀速率和Eb2Ep值都比较大,耐孔蚀性能最劣,此时肉眼已能观察出明显的蚀坑。由此可得出,抗孔蚀性能按A>E>D>B、C钢的顺序依次降低,这说明敏化热处理提高了不锈钢表面的孔蚀引发敏感性,即敏化热处理条件的苛刻与否决定了不锈钢耐孔蚀性能的优劣。4期梁成浩等:敏化对不锈钢孔蚀性能的影响283-不同Cl浓度、温度和pH对Eb的影响示于图2。对Eb值的影响与图1所示的变化规律基本--一致。随着Cl浓度的增加Eb值变负,且低浓度时,Cl增加对Eb值的影响更显著(图2a)。
6、随着温度的升高(图2b)、pH的降低Eb值变负(图2c)。由晶间腐蚀试验所测得腐蚀率值与Eb的关系曲线如图3所示。由图可看出,无论是在不锈钢处于活化2钝化区的5%H2SO4溶液中,还是处于钝化2过钝化区的65%HNO3溶液中,晶间腐蚀严重的B、C钢其Eb值负,耐孔蚀性能劣;相反,耐晶间腐蚀性能较好的A钢,其Eb值较正,孔蚀性能得到改善。对A钢和B钢在10%草酸中浸蚀后经金相观察,发现A钢晶界几乎无Cr的碳化物的析出,而B钢晶界区侵蚀点相互连接、表面大部分形成沟状组织,产生了严重的晶间腐蚀(图4)。用电子显微镜分析技术,对B钢贫铬F
7、ig.3RelationshipbetweencorrosionratesT(in区的Cr和Ni浓度分布进行了分析,结果boiling5%H2SO4and65%HNO3solution)见图5。表明敏化热处理使晶界面侧Cr的andEbin0.35%NaClsolutionat80℃浓度由基体的19.19%贫乏至15.6%,而Ni富集后达10.1%。同时由图可知,晶界[3]贫铬区的幅度约为20nm。Chen等分析敏化308不锈钢的贫铬区的结果与本结果相当接近。为了进一步验证AEM观察的结果,对析出相进行X射线衍射分析,结果列于表2。
8、由表可知,M23C6相随着敏化热处理条件的不同,其析出量和组成结构也发生变化,且M23C6的析出量依E
