耐蝕合金合主要是指普通的耐大氣或海水等腐蝕的300系列不銹鋼304,316L,317L等;較強抗腐蝕能力的奧氏體不銹鋼904L,254SMO;雙相鋼2205,2507等;含Cu的耐腐蝕合金20合金等;
耐蝕合金合以鎳為基體,含鎳大于50%,具有一定的高溫強度等綜合性能并且能夠耐氧化或水容易介質腐蝕的合金,稱為鎳基耐蝕合金。與之對應的,將含鎳大于30%,且含鎳加鐵大于50%的耐蝕合金,習慣上稱為鐵-鎳基耐蝕合金
由于純鎳耐還原性酸介質的性能不足,不耐氧化性酸和抗高溫氧化、硫化等腐蝕,因此,向純鎳中單獨或復合加入具有良好耐腐蝕、抗氧化和硫化等特性的Cr、Mo、W、Cu、Si等元素而發展起來的鎳基耐蝕合金,既能保持有鎳的良好特性,又兼有合金化組分的良好性能。鉻、鉬和銅元素對合金的耐蝕性具有重要作用。把銅加入Ni-Cr-Mo合金能提高在硫酸、磷酸等非氧化性酸中的耐蝕性。含銅的Ni-Cr-Mo-Cu合金比Ni-Cr-Mo合金更耐硫酸、磷酸等介質的腐蝕。
目前,耐蝕合金合已有有關鎳基耐蝕合金耐蝕性研究的報道,但有關銅元素含量對其在氧化性、還原性和點腐蝕介質溶液中綜合腐蝕行為的研究還少有報道。鑒于此,科研人員通過在鎳基耐蝕合金中添加不同含量的銅,研究其對該合金電化學腐蝕行為的影響。
實驗材料為自制鎳基耐蝕合金(采用水冷銅坩堝非自耗電極電弧爐熔煉,反復熔煉3次,使其成分均勻),固溶處理工藝為1140℃×2.5h,該合金的化學成分(wt,%)為23Cr、16Mo,Cu的加入量分別為1%、2%、3%和5%,余鎳。電化學試驗采用固溶態合金,試樣均采用線切割,其大小為25mm×20mm×2mm,試樣均取固溶處理后試樣的表層。
陽極極化曲線試驗在PrincetonVMP3多通道恒電位儀上進行,測定極化曲線的所有試樣經水砂紙打磨至800#砂紙,無水乙醇去除油脂,然后在經99.9%以上的高純氮氣除氧0.5h以上的80%H2SO4、30%HCl和6%FeCl3中進行,實驗溫度為(30±1)℃,采用三電極動電位掃描,掃描速度為10mv/s,得到陽極極化曲線。測試中輔助電極為鉑片,參比電極為標準飽和甘汞電極,合金試樣作為研究電極。耐蝕合金合研究結果如下:
?。?)鎳基耐蝕合金在80%的硫酸中產生鈍化平臺,合金的鈍化傾向很高。銅含量為3%的鈍化傾向最高,鈍化電流最低,說明銅含量為3%的合金在80%的硫酸中最為耐蝕。
?。?)合金在30%鹽酸中腐蝕,隨著銅含量的升高會使鎳基耐蝕合金的自腐蝕電流升高。說明銅含量的升高會降低其在還原性酸中的耐蝕性。
?。?)鎳基耐蝕合金在6%三氯化鐵溶液中的點蝕傾向很低,在合金元素銅含量為2%時,鎳基耐蝕合金的自腐蝕電位和過鈍化電位是最低的,而自腐蝕電流是最高的。說明銅含量為2%時鎳基耐蝕合金在6%三氯化鐵溶液中是最不耐蝕的。
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