文摘

的有益作用的MnS夹杂物的点蚀不锈钢已经证明在两个方面。(1)高纯型316 l不锈钢无夹杂物被用作标本在阳极极化曲线的测量0.5 M氯化钠和(2)商业类型316 l不锈钢和MnS slag-related首次极化潜力在不同夹杂物在1 M Na 30分钟₂所以₄pH值3然后阳极极化测量在0.5 M氯化钠。没有发生点蚀的被动或transpassive地区高纯度钢。极化处理溶解MnS和一些氧化物夹杂物(曹和SiO₂)表面上的型钢。蚀电位的增加商业钢铁指出治疗后的电位高于0.2 V。同时,由于亚稳态电流峰值坑的数量明显减少。这些结果更有可能由于删除MnS的有益作用从钢夹杂物表面,而不是被动的化学成分的改性效果电影表面上。

1。介绍

众所周知,硫化锰夹杂物(MnS)作为起始站点的点状腐蚀不锈钢(1- - - - - -9),而夹杂物的整体解散不是坑的形成所必需的起始位点(10- - - - - -17]。因此预计,去除表面MnS夹杂物可以提高不锈钢的点蚀耐腐蚀。治疗的目的不锈钢的表面与硝酸钝化等过程(ASTM A380和ASTM A967)形成稳定Cr-enriched被动氧化膜(18],它扮演着一个重要的角色在提供高耐腐蚀不锈钢。这样的表面处理有一个额外的溶解和去除MnS夹杂物从不锈钢的表面19]。因此,点状腐蚀抗性的提高钝化治疗不仅可以归结到修改钝化膜的化学成分也MnS的去除不锈钢的表面。然而,这两个效果不能在实践中相互区别。不锈钢的钝化处理的进一步发展,满足环保法规和人类安全标准,重要的是要理解每个效应的内在机制提供的钝化处理。

本研究的目的是检查完全移除MnS在点蚀的影响奥氏体不锈钢的耐蚀性。为了实现这个目的,表面MnS夹杂物被恒电位阳极极化在弱酸性的Na₂所以₄解决方案和点状腐蚀抵抗当时检查potentiodynamic极化在一个中立的氯化钠溶液。

2。实验

商业类型316 l和316 l不锈钢使用高纯类型标本。钢的化学成分表1。高纯度类型316 l钢是由真空感应熔炼方法使用电解铁、铬、镍和高纯钼为原料。板的尺寸15×25×2毫米从冷轧床单和热处理在1323 K为0.5 h水淬火紧随其后。标本被机械地用碳化硅纸通过1500年的网格,用丙酮超声清洗。试样表面,除了10×10毫米的电极面积,满是环氧树脂,随后与石蜡。

评估点状腐蚀抵抗,potentiodynamic极化测量进行了传统三电极电池。电解质溶液在298 K为0.5 M氯化钠。的解决方案是真空提纯N₂超过30分钟前测量。潜在的扫描速率(23号分⁻¹)。极化是开始从50 mV低于浸渍后的开路电位测试解决方案10分钟。参比电极是一个Ag / AgCl(3.33氯化钾)电极。本文引用所引用的所有潜力的电极。

为了消除MnS夹杂物表面的标本,恒电位极化处理进行了在不同电位的0.1到0.5 V的30分钟1 M Na₂所以₄pH值3。溶液的pH值调整,添加少量的1 M H₂所以₄。恒电位极化后立即治疗,potentiodynamic阳极极化曲线在0.5 M氯化钠以上述方式。

一个JEOL地产- 6510扫描电子显微镜(SEM)配有JEOL杰德- 2300 x射线能谱仪(EDS)是用来分析夹杂物表面的标本。加速电压被设定为20 kV。使用的标本SEM / EDS分析首次镜面抛光的金刚石研磨膏1m。

3所示。结果与讨论

图1展示了精美的阳极极化曲线商业类型316 l和高纯类型316 l不锈钢在0.5 M氯化钠。商业钢展品目前很多的潜在的峰值范围从0.2 V至0.6 V,电流急剧增加约0.6 V。这两个特点的事件可以归因于形成亚稳的坑,坑稳定的增长,分别。极化曲线的高纯度钢,没有点蚀特征观察事件的被动和超钝化性地区从0.0 V至1.2 V。没有发现坑起始位点表面的高纯度钢。

圆形夹杂物直径5到10m观察表面的光鲜亮丽的商业类型316 l不锈钢。图2显示了扫描电镜图像和EDS元素的地图一个典型的钢在商业夹杂。钢铁部分的皮肤覆盖包含的核心部分。包含主要由氧化物、曹、SiO₂,艾尔。₂O₃,分别来自炼钢渣。小MnS粒子分布在周边地区的氧化物夹杂物。因为皮肤的钢铁部分涵盖了包容、MnS粒子中观察到的中心部分包含氧化实际上是在外面的包容。解散的MnS包容和钢矩阵之间的边界地区被认为是引发了斑图中观察到1。没有发现可见夹杂物表面的高纯度钢。

之前研究的结果使用微型电化学技术表明,MnS夹杂物进行电化学溶解在中性阳极极化下的解决方案(10- - - - - -17]。图3显示了扫描电镜图像和EDS基本商业类型的地图316 l不锈钢在0.5 V恒电位极化后30分钟1 M Na₂所以₄与pH值3。这个SEM / EDS分析在同一区域的图像,如图2。不仅MnS而且曹和SiO₂组件被极化溶解治疗。尖晶石(毫伽₂O₃)和钙钛矿(比率₃)极化处理后仍未解除的。根据MnS-H的ph电位图₂O系统(20.),稳定Mn和S物种的潜在范围0.1 V至0.5 V pH值3 Mn^{2 +}和分别离子。因此,MnS经历以下氧化溶解在极化的治疗方法:

曹和SiO的解散₂是由化学反应引起的。自从SiO₂本身是不溶于弱酸性的解决方案、SiO的消失₂治疗后显示,SiO₂表格2曹•SiO等可溶性硅酸钙₂曹和3•SiO₂在包容。

恒电位极化治疗的效果在商业316 l不锈钢的点蚀耐腐蚀的阳极极化曲线研究了通过测量0.5 M氯化钠。图4展览三个阳极极化曲线相同的极化处理后在1米0.5 V 30分钟Na₂所以₄。相比之下,图中所示的精美标本1由于亚稳态点蚀一被发现,更少的电流峰值和稳定的点蚀的爆发潜力高。然而,让不同的特征参数的实验,实验中,我们可以看到在图4。这表明将有随机性或概率属性21- - - - - -23]。为了统计治疗斑属性,我们重复了阳极极化测量至少八次为每个治疗条件。以下三个电化学参数评估每个极化曲线:亚稳态点蚀的爆发潜力,稳定的点蚀的爆发潜力,亚稳坑的数量,,这是假定的数量等于电流峰值之间的潜在地区和。这些参数的分布是研究使用正态概率纸上。

数据5,6和7显示分布的正态概率图,,,分别。三个参数的线性关系观察检查,建议遵循正态分布的散射数据。的平均值的价值以50%的累积概率逐渐增加,增加治疗的潜力,在正态概率图的斜率,对应于标准偏差的倒数,保持不变。的平均值与增加治疗潜在的显著增加,与此同时,正态概率图的斜率变得平缓。后者的结果是由于这一事实非常高值高于1.0 V获得几个标本治疗潜力高于0.2 V。换句话说,的散射数据不仅源自内在的本质变化的点蚀过程还极化的有效性治疗消除坑起始站点。

在图7的平均值与极化处理显著降低。的平均值标本的治疗潜力高于0.3 V是至少一个数量级低于像擦亮的标本,表明坑起始位点的数量显著降低极化治疗用于这项研究。减少坑起始位点的数量很可能解释观察到的增加。然而,还有一个可能性,钝化效果,也就是说,Cr浓缩在被动的电影,由极化诱导治疗,这导致抗点蚀性的提高。

检查钝化效果,阳极极化曲线测量在0.5 M氯化钠后以下钝化处理氮:HNO标本浸泡的30%₃在C 1 h。一个典型的结果显示在图8并与另一个结果极化处理后为0.5 V。硝酸钝化处理后,没有观察到亚稳态点蚀和稳定的点蚀发生只在非常高的潜力约1.1 V(参见图6)。即使两个标本的蚀电位图所示8几乎是相同的,被动的电流密度和超钝化性地区有很大的不同。标本钝化电流密度的硝酸是被动的极低的地区,但增加显著与潜在超钝化性地区高于0.6 V。如此大的试样钝化电流密度的变化可以解释为硝酸的氧化铬钝化膜浓缩。氧化铬的存在抑制了解散的被动状态但transpassive加速溶解状态形成可溶性铬(VI)的物种。

被动在0.3 V,电流密度,在0.5 M氯化钠是读取所有的极化曲线测量,和它的平均值计算,然后绘制极化处理潜在的图9。的平均值略有下降,增加治疗的潜力,它总是一个数量级高于标本钝化在硝酸和相当接近精美标本。因此建议,本研究中使用的极化处理没有强大的钝化效应但有相当有益的影响减少坑起始站点的数量。

4所示。结论

通过比较0.5为高纯氯化钠的阳极极化曲线类型与商业的316 l不锈钢316 l不锈钢,它是确认的MnS获得优秀的点状腐蚀电阻至关重要。硫化锰(MnS)和一些氧化物(SiO曹₂)表面夹杂物商业类型316 l不锈钢在1 M被恒电位极化溶解治疗Na₂所以₄与pH值3。极化处理后,由于亚稳态点蚀电流峰值的数量明显减少,使潜在的增加,而被动的电流密度变化不明显的标本进行钝化处理氮。消除坑起始站点而不是被动的化学成分电影的修改是非常重要的改善使不锈钢的耐蚀性。