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摘 要:选用电化学和SEM、EDS等测试办法, 研讨了不一起效时刻对904L超级奥氏体不锈钢安排、在H, SO, 和HF混酸溶液中耐蚀功能的影响。成果标明:904L不锈钢经不一起效处理后,其显微安排为彻底奥氏体,并有一定数最孪晶。时效温度一守时,跟着时效时刻的延伸,904L不锈
钢的腐蚀电流密度增大,阻抗值逐步减小;904L不锈钢在760℃,保温1h下的自腐蚀电流密度最小,电荷转移电阻最大,极化后外表无显着变化,此工艺参数下,904L不锈钢耐腐蚀性最优。
904L是高钼耐蚀超级奥氏体不锈钢,相当于美国标准ASTM中的N 08904。它是在原不锈钢铬含量20%镍含量25%的基础上,进步钼含量到4%~5%,而且加人了铜元素,进一步进步了其抗点蚀功能和耐腐蚀功能,常用于强腐蚀环境中,是惯例不锈钢寿数许多倍。现代化丁.企业中,换热器是
浓缩设备的一部分,广泛应用丁我国的石油化工产业,因为长期暴露于严苛的条件下产生腐蚀失效。因此,对换热器的耐腐蚀性有极高的要求。浓硫酸与氢氟酸混酸溶液具有较强的腐蚀性,其换热器通常选用石墨、聚四氟乙烯、Hastelloy C-276、Inconel合金等, 石墨与聚四氟乙烯的高温功
能较差, 哈氏合金和Inconel合金价格昂贵,供货周期长。相较而言,904L具有耐蚀性强、经济性好、便于购买等特色,是一种可在严苛环境下使用的耐蚀资料[26.。
已有研讨标明,资料耐蚀功能与合金成分、微观安排、腐蚀介质等有关。一起,本题组前期研讨了904L及其焊接安排在浓硫酸/氢氟酸混合液中的腐蚀1791,得出904L.的耐蚀功能与微观安排密切相关。因此,本文探索时效处理对904L不锈钢微观安排及耐腐蚀性的影响,以便更为全面的对
904L超级奥氏体不锈钢在硫酸与氢氟酸混合液中的腐蚀功能进行了研讨,为904L不锈钢在强腐蚀介质工况中的应用及防护提供理论指导。H,SO,和4%HF混合液中的动电位极化曲线,对极化曲线进行Tafel剖析, 成果如表3所示。由图4可知,不一起效时刻处理的904L不锈钢均存在显着的
钝化区,在该区试样被外表的钝化膜维护避免部分腐
蚀的产生。跟着极化电位逐步升高,时效时刻为1h的极化曲线最先进人活化-钝化状况,在电位升至-0.4V后进人钝化状况。跟着时效时刻添加,试样
的维钝电流密度不断增大,它在某种意义上表示904L不锈钢在阳极维护时的腐蚀速度也不断添加。从表3中可以看出904L不锈钢在混合溶液中的腐蚀
电流密度逐步增大,时效时刻为1h条件下的腐蚀电位最低,腐蚀电流密度最小,其耐腐蚀性最好。这是因为跟着时效时刻的延伸,分出相的生成耗费晶界周
围大量铬,使得晶界铬的含量急剧下降,导致晶界呈现贫铬现象,形成了晶界贫铬区与基体富铬区组成的具有较大电位差的活化一钝化电池,该区域成为钝化
膜优先溶解区,在腐蚀介质中就可能会成为点蚀萌生的位置,跟着时效时刻延伸,分出相的增多使得这样的区域添加然后下降了钢的耐腐蚀功能。不一起效时刻处理的904L不锈钢极化后的外表描摹如图5所示。由图5可知,时效时刻为1h时外表没有显着的腐蚀痕迹,而2h和4h的外表均有点蚀
坑呈现,尤其是2h的外表腐蚀较为严重。阐明在在1h时,904L不锈钢的钝化膜致密且安稳,耐蚀性较好,4h时次之,而在2h时904L的钝化膜薄弱处简单被击破,耐蚀性较差。
2.4
电化学阻抗谱
不锈钢的耐蚀性与钝化膜性质密切相关,不一起效时刻的904L不锈钢在开路电位下安稳后的Nyquist曲线如图6所示。由图6可知, 不一起效处理所得阻抗谱图均由容抗弧组成。容抗弧半径的巨细反映了腐蚀进程中的电荷转移电阻,半径越大阐明电荷转移电阻越大。选用图7所示的等效电路对
Nyquist曲线进行拟合114161, 拟合成果见表4。其间R,代表溶液电阻,Q,和Q,代表常相位角元件,R,和R,分别为界面反应电阻和电荷转移电阻,电荷转移电阻越小,标明电荷在钝化膜内转移时穿越双电层遇到的阻力也就更小些,表层钝化膜抗腐蚀介质渗透才能也越差。由表4可知1h
状况下的试样电荷转移电阻最大,耐蚀功能最好。综上所述,跟着时效时刻的添加,电荷转移电阻减小,即时效处理下降了资料外表钝化膜的维护功能,使得资料的耐蚀功能下降,这也进一步验证了极化曲线所得成果。
图8为904L在不一起效时刻下的Bode图, 该图反映了阻抗模值IZ I和相位角0与频率f的关系。由图8(a)可见,在低频区均呈现显着转折,高频区则呈现渠道。高频区渠道与频率无关,对应于腐蚀溶液和电极之间的电解质阻抗,低频区显示的阻抗值则首要对应于腐蚀进程的电化学反应的电荷转
移电阻的巨细。图8(b)中可以看出相位角0与频率f在低频区和高频区均呈现峰值,阐明阻抗谱包含两个时刻常数。在电化学腐蚀研讨中可选用电化学阻抗丈量中的某一固定低频下测得的阻抗来表征腐蚀速率。在低频(10-Hz)处能显着看出在1h条件下的极化阻抗值大于其他时刻条件下,阐明
904L不锈钢在此状况下的腐蚀速率较低,耐蚀性较好。这是因为跟着时刻的添加,贫Cr区钝化膜性质越不安稳,溶解速度变大,导致极化阻抗值变小。
3结论
不一起效时刻下904L不锈钢的安排为彻底奥氏体,跟着时效时刻延伸,晶界越为接连,分出Cr、Mo含量高于基体,晶界呈现贫Cr现象;2)跟着时效时刻的延伸,904L不锈钢的自腐蚀电流密度增大,电化学阻抗减小,阻抗谱均含两个时
间常数,时效时刻的延伸会下降904L不锈钢的耐腐蚀性;904L不锈钢在760℃,保温1h下的自腐蚀电流密度最小,电荷转移电阻最大,极化后外表无显着变化,此工艺参数下,904L不锈钢耐腐蚀性最优。
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