交流干扰下2507超级双相不锈钢的腐蚀行为研究

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超级双相不锈钢2507由于其优异的耐氯腐蚀性能和综合力学性能,在海洋工程中逐渐得到应用。而在近海工程和超高压输电线路附近的海滨地区经常检测到交流电。由此引发的交流干扰可能威胁到相关装备的安全服役。目前,有关交流电对双相不锈钢的腐蚀行为及机理的文献鲜有报道。因此,本文采用电化学测试、浸泡实验、干湿交替周期浸润腐蚀实验,结合扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、扫描探针显微镜(SKPFM)和X射线光电子能谱仪(XPS)等方法系统研究了交流干扰下2507双相不锈钢(2507SDSS)在模拟海洋环境下的腐蚀行为及机理。其主要结论如下:(1)在不同交流电流密度干扰下,钝化膜的厚度,组成,结构及电子性能均发生变化。如膜中缺陷增多,粗糙度增大,膜的组成中出现CrO3(Cr6+)和FeOOH等物质,结合水的含量明显降低,膜表现出的半导体性能也发生改变。AC作用下膜呈现出孔洞和类似沟槽状的不均一的破坏特征,这使得腐蚀离子更容易到达金属基体表面,加速腐蚀的发生。此外,随着交流电流密度的增加,点蚀电位负移,维钝电流密度增大,钝化膜的溶解加速。当交流电流密度小于100A/m2时,点蚀主要集中在奥氏体上和铁素体与奥氏体边界处,然而当交流电流密度达到200A/m2时,腐蚀驱动力进一步增大,使得铁素体上也出现大量的点蚀。(2)开展了交流干扰下不同冷却方式制备的2507SDSS模拟焊接接头组织及不同退火组织的腐蚀行为研究。结果表明,在交流干扰下,不同组织上形成的钝化膜具有不同的均匀性,稳定性和保护性。其中,正火组织表面钝化膜具有最高的抗点蚀当量系数(PREN),最少的缺陷,最好的稳定性和耐蚀性。退火组织中由于析出相σ的出现,大大降低了钝化膜的保护性,其点蚀主要分布在析出相中,同时退火组织中多相结构增加了微电偶腐蚀电池的数量。此外,淬火组织的α相和γ相的伏特电位差较大,发生微电偶腐蚀的驱动力更大,导致其腐蚀程度比正火组织严重。随退火温度升高,退火组织中奥氏体相含量降低,铁素体含量增加。析出相σ和大量铁素体相的存在大大降低了2507SDSS的耐蚀性。此外,随交流电流密度的增加,不同温度退火组织的点蚀电位负移,点蚀敏感性增加,腐蚀速率增大。因此不同退火组织的AC腐蚀行为与其组织结构密切相关。
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