殘余應(yīng)力與不銹鋼腐蝕相關(guān)性的局部電化學(xué)探針研究.pdf

1、不銹鋼具有優(yōu)良的力學(xué)、機(jī)械以及耐腐蝕等性能，因此，在建筑、石油、化工、宇航、海洋開發(fā)以及能源等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。在金屬構(gòu)件的加工過程中，會(huì)在其內(nèi)部產(chǎn)生殘余應(yīng)力。這將影響到構(gòu)件的屈服、疲勞、斷裂強(qiáng)度等力學(xué)性能，也會(huì)對(duì)構(gòu)件的機(jī)械性能產(chǎn)生較大影響。因此，以金屬材料的“力學(xué)-化學(xué)”交互作用為出發(fā)點(diǎn)，深入研究殘余應(yīng)力對(duì)不銹鋼局部腐蝕性能的影響，對(duì)于確保材料的安全性、可靠性具有重要意義。本文以316不銹鋼為研究材料，將傳統(tǒng)電化學(xué)測(cè)量技術(shù)與局部電化

2、學(xué)測(cè)量技術(shù)（掃描振動(dòng)電極技術(shù)-SVET、掃描電化學(xué)顯微鏡-SECM）相結(jié)合，從而分別研究不銹鋼的基本腐蝕性能以及殘余應(yīng)力對(duì)不銹鋼局部腐蝕性能的影響及其作用機(jī)制。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴在不同濃度NaCl和Na2SO4溶液中，對(duì)316不銹鋼電極進(jìn)行開路電位-時(shí)間曲線與動(dòng)電位極化曲線測(cè)試，探究腐蝕介質(zhì)濃度、組成及浸泡時(shí)間等因素對(duì)不銹鋼的腐蝕電位、腐蝕電流以及腐蝕速率等基本電化學(xué)性能的影響規(guī)律。⑵在中性NaCl和Na2SO4溶液中，

3、對(duì)無殘余應(yīng)力不銹鋼試樣與有殘余應(yīng)力不銹鋼試樣對(duì)照區(qū)域進(jìn)行SVET面掃描測(cè)試，利用掃描振動(dòng)探針掃描獲得離子電流圖像。并將掃描振動(dòng)探針獲取的離子電流分布與不銹鋼/溶液界面的電化學(xué)反應(yīng)相結(jié)合，從而表征不銹鋼基體溶解產(chǎn)生的Fe2+濃度分布，進(jìn)而探究腐蝕介質(zhì)濃度、陰離子特性等因素對(duì)不銹鋼局部電化學(xué)活性的影響規(guī)律，以及殘余應(yīng)力與不銹鋼局部電化學(xué)性能之間的關(guān)系。⑶局部電化學(xué)-SECM測(cè)試：在含有氧化還原中介體K4Fe(CN)6、K3Fe(CN)6或K

4、I的NaCl溶液中，測(cè)量Pt探針遠(yuǎn)離基體時(shí)的循環(huán)伏安曲線，根據(jù)探針穩(wěn)態(tài)極限擴(kuò)散電流對(duì)應(yīng)的電位區(qū)間來確定探針進(jìn)行其他測(cè)試時(shí)所施加的電位；在0.1M NaCl+1mM KI溶液中，對(duì)有、無殘余應(yīng)力不銹鋼試樣特定區(qū)域進(jìn)行SECM面掃描測(cè)試，通過SECM的反饋及基體產(chǎn)生-探針收集模式獲得探針電流的三維圖像。并將Pt探針測(cè)得的法拉第電流分布與不銹鋼/溶液界面的電化學(xué)反應(yīng)相結(jié)合，從而表征不銹鋼基體腐蝕產(chǎn)物的濃度分布，進(jìn)而探究殘余應(yīng)力與不銹鋼局部腐蝕