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对耐蚀合金合成的一些研究探讨

发布时间:2017/11/14

  耐蚀合金合主要是指普通的耐大气或海水等腐蚀的300系列不锈钢304,316L,317L等;较强抗腐蚀能力的奥氏体不锈钢904L,254SMO;双相钢2205,2507等;含Cu的耐腐蚀合金20合金等;
  耐蚀合金合以镍为基体,含镍大于50%,具有一定的高温强度等综合性能并且能够耐氧化或水容易介质腐蚀的合金,称为镍基耐蚀合金。与之对应的,将含镍大于30%,且含镍加铁大于50%的耐蚀合金,习惯上称为铁-镍基耐蚀合金
  由于纯镍耐还原性酸介质的性能不足,不耐氧化性酸和抗高温氧化、硫化等腐蚀,因此,向纯镍中单独或复合加入具有良好耐腐蚀、抗氧化和硫化等特性的Cr、Mo、W、Cu、Si等元素而发展起来的镍基耐蚀合金,既能保持有镍的良好特性,又兼有合金化组分的良好性能。铬、钼和铜元素对合金的耐蚀性具有重要作用。把铜加入Ni-Cr-Mo合金能提高在硫酸、磷酸等非氧化性酸中的耐蚀性。含铜的Ni-Cr-Mo-Cu合金比Ni-Cr-Mo合金更耐硫酸、磷酸等介质的腐蚀。
  目前,耐蚀合金合已有有关镍基耐蚀合金耐蚀性研究的报道,但有关铜元素含量对其在氧化性、还原性和点腐蚀介质溶液中综合腐蚀行为的研究还少有报道。鉴于此,科研人员通过在镍基耐蚀合金中添加不同含量的铜,研究其对该合金电化学腐蚀行为的影响。
  实验材料为自制镍基耐蚀合金(采用水冷铜坩埚非自耗电极电弧炉熔炼,反复熔炼3次,使其成分均匀),固溶处理工艺为1140℃×2.5h,该合金的化学成分(wt,%)为23Cr、16Mo,Cu的加入量分别为1%、2%、3%和5%,余镍。电化学试验采用固溶态合金,试样均采用线切割,其大小为25mm×20mm×2mm,试样均取固溶处理后试样的表层。
  阳极极化曲线试验在PrincetonVMP3多通道恒电位仪上进行,测定极化曲线的所有试样经水砂纸打磨至800#砂纸,无水乙醇去除油脂,然后在经99.9%以上的高纯氮气除氧0.5h以上的80%H2SO4、30%HCl和6%FeCl3中进行,实验温度为(30±1)℃,采用三电极动电位扫描,扫描速度为10mv/s,得到阳极极化曲线。测试中辅助电极为铂片,参比电极为标准饱和甘汞电极,合金试样作为研究电极。耐蚀合金合研究结果如下:
  (1)镍基耐蚀合金在80%的硫酸中产生钝化平台,合金的钝化倾向很高。铜含量为3%的钝化倾向最高,钝化电流最低,说明铜含量为3%的合金在80%的硫酸中最为耐蚀。
  (2)合金在30%盐酸中腐蚀,随着铜含量的升高会使镍基耐蚀合金的自腐蚀电流升高。说明铜含量的升高会降低其在还原性酸中的耐蚀性。
  (3)镍基耐蚀合金在6%三氯化铁溶液中的点蚀倾向很低,在合金元素铜含量为2%时,镍基耐蚀合金的自腐蚀电位和过钝化电位是最低的,而自腐蚀电流是最高的。说明铜含量为2%时镍基耐蚀合金在6%三氯化铁溶液中是最不耐蚀的。

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