【摘 要】
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为研究海水环境中FeMnSi记忆合金管接头与304不锈钢海水管路由于电位差造成的电偶腐蚀问题,本文通过电化学测试、腐蚀失重法、腐蚀表面形貌和产物元素分析等检测手段以及数值仿真技术,针对FeMnSi记忆合金与304不锈钢,系统地分析和研究了单一金属以及二者组成的电偶对的腐蚀行为、腐蚀机理以及影响因素。对单一金属材料的研究发现,FeMnSi记忆合金的开路电位是-0.28V,304不锈钢的开路电位是-0
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为研究海水环境中FeMnSi记忆合金管接头与304不锈钢海水管路由于电位差造成的电偶腐蚀问题,本文通过电化学测试、腐蚀失重法、腐蚀表面形貌和产物元素分析等检测手段以及数值仿真技术,针对FeMnSi记忆合金与304不锈钢,系统地分析和研究了单一金属以及二者组成的电偶对的腐蚀行为、腐蚀机理以及影响因素。对单一金属材料的研究发现,FeMnSi记忆合金的开路电位是-0.28V,304不锈钢的开路电位是-0.08V,电位差是0.2V。两种金属在海水中均发生钝化,FeMnSi记忆合金的腐蚀类型为点蚀。腐蚀90d时,FeMnSi记忆合金的腐蚀速率为0.0157mm/a,304不锈钢的腐蚀速率为0.0102mm/a,304不锈钢在海水中的耐腐蚀性能优于FeMnSi记忆合金。随着腐蚀时间的延长,FeMnSi记忆合金的腐蚀速率先增大后减小,304不锈钢的腐蚀速率先减小后增大。温度升高,两种金属的电荷转移电阻减小,自腐蚀电流密度增大,耐腐蚀性降低。对FeMnSi记忆合金/304不锈钢偶对的研究发现,偶对的阳极FeMnSi记忆合金发生溶解反应,腐蚀加剧,腐蚀过程与自腐蚀相同,而阴极304不锈钢几乎不发生腐蚀。偶对的电偶电位为-0.16V,电偶电流密度为1.8E-6A/cm~2。与两合金自腐蚀速率相比,FeMnSi记忆合金电偶腐蚀速率增大,304不锈钢电偶腐蚀速率减小;FeMnSi记忆合金的腐蚀类型为点蚀,腐蚀产物为Fe2O3、Fe O（OH）、Fe3O4和Fe O的混合物。电偶电流密度随阴阳极面积比的增加而增加,随温度的升高而增大。利用comsol软件模拟了FeMnSi记忆合金/304不锈钢偶对的电偶电流、电偶电位和腐蚀深度的分布,电流密度在偶接区最大且变化剧烈,阳极的腐蚀深度在偶接区最大,随着与偶接区的距离增大,腐蚀深度减小明显。仿真结果与试验结果吻合较好。仿真结果表明,电偶电流密度和电偶电位随阴阳极面积比的增加而增加,偶对阳极FeMnSi记忆合金的腐蚀深度随阴阳极面积比的增加、腐蚀时间的延长而增大,FeMnSi记忆合金腐蚀90d的腐蚀深度为4.15um。在110MPa的拉伸载荷下,偶对阳极FeMnSi记忆合金腐蚀10000d发生塑性变形,记忆合金的电偶电流密度和腐蚀深度随机械载荷的增加而增大。
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