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文檔簡介
1、國家海洋開發(fā)戰(zhàn)略的實施需要海洋工程裝備提供質量保證,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,包括點腐蝕、縫隙腐蝕及應力腐蝕破裂(Stress Corrosion Cracking,SCC)。根據海洋環(huán)境條件,選取的模擬環(huán)境有按照 ASTM標準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。主要工作內容及結論如下:
(1)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)出相似的動電位極化行為,鈍化區(qū)較寬,點蝕電位較高,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)波動后點蝕擊穿。研究了兩種材料分別在3℃、30℃及60℃的3.5%和10%NaCl溶液條件下的點蝕行為,S32760雙相不銹鋼表現(xiàn)出優(yōu)秀的點蝕抗力,點蝕電位在+1000mV左右,但是在60℃時出現(xiàn)較明顯的亞穩(wěn)態(tài)波動;Z2CND18-12N奧氏體不銹鋼在低溫3℃下表現(xiàn)出與S32760接近的點蝕抗力,低溫下耐點蝕性能優(yōu)良,但是溫度升高導致點蝕抗力顯著下降,在30℃和6
4、0℃測試時,極化曲線上有明顯的點蝕擊穿,試樣上出現(xiàn)明顯的點蝕坑,耐點蝕性能不及S32760雙相不銹鋼。NaCl溶液濃度增大時點蝕電位下降。
?。?)采用動電位極化、臨界點蝕溫度(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腐蝕行為,結果表明應采用多種方法綜合評價較為合理。例如 S32760雙相不銹鋼在60℃下,點蝕電位雖接近+1000mV,但是在掃描電鏡下能觀察到
5、亞穩(wěn)態(tài)點蝕形貌,此時已有點蝕傾向。CPT測試能較好地反映高耐蝕性材料的耐點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℃時均對縫隙腐蝕敏感。與點蝕結果對比,Z2CND18-12N縫隙腐蝕抗力低于其點蝕抗力,溶液環(huán)境較為苛刻時,在較低電位下易發(fā)生縫隙腐蝕。
(4)采用慢應變速率試驗(SSRT)和電化學測控相結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時發(fā)生陽極溶解,在+400mV及+600mV時陽極溶解顯著,并伴有 SCC裂紋出現(xiàn),該
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