AISI316不锈钢在甲酸和乙酸溶液中的腐蚀性能.doc

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AISI 316不锈钢在甲酸和乙酸溶液中的腐蚀性能 AISI 316不锈钢在甲酸和乙酸溶液中的腐 蚀性能 olo—l10l6- 藏,私试砼 AISI316不锈钢在甲酸和乙 酸溶液中的腐蚀性能 巴 kB,l育永场 I.SEKINE,A.MASUKO,K.SENOO 王7I 摘要AISI316不锈钢在甲酸和乙酸溶液中的腐蚀性能的研究,是通过测量腐蚀失 重,极化曲线,钢/溶液界面的阻抗及自然腐蚀电位(NEP)随时间的变化而进行的AISI 316钢在甲酸和乙酸溶液中的腐蚀速度显着依植于酸的浓度与温度.AISI316钢在甲酸 和乙酸水溶液中的腐蚀速度大于其在无水溶液中的腐蚀速度.AISI316钢在无水溶液中 的腐蚀特性与其在水溶液中的腐蚀特性完全不同.据认为Cr,Mo有助于提高AISI316 钢在水溶液中的耐蚀性,而Ni的作用很小.在无水甲酸溶液中Cr的主要作用是提高耐蚀 性能,而Mo,Fe的作用很小;在无水乙酸溶液中Cr有助于提高耐蚀性,而Mo的作用很 小.为1j解AISI316钢在甲酸中所形成的钝化膜的情况,可采用俄歇电子能谱.(AES) 分析其成分.成分分析结果显示钢表面的Mo含量比浸入甲酸以前的含量太,而F含量 比浸入甲酸以前的含量少.同时还发现在甲酸水溶液中的钢表面Cu含量与无水甲酸溶 液中钢的表面Ni含量都大于浸入以前的含量.对于乙酸而言,浸入后钢的表面分析是由 离子探针分析仪(IMA)进行的在浓度为5O和100的乙酸中,钢表面的cr含量有所 增加.在9O的乙酸中由于浸入后试样表面主要成分的分布状况没有发生变化,所以认 为试样没有发生选择性腐蚀. 1引言 AISI316不锈钢具有很强的抗腐蚀能力,可广泛地应用于各种腐蚀环境中.然而它 在有机酸中的腐蚀性能还不十分清楚,以前发表的论文曾对AISI304钢和ss41钢(c一 0.08,si一微量,Mn—O.35,P—O.014,s—O.018,其余为铁,与低碳钢相似)在甲酸和乙酸 溶液中的腐蚀性能作了详尽的研究. 本文旨在阐明AISI316钢在甲酸和乙酸溶液中的腐蚀性能,通过测量腐蚀失重,极 化曲线,钢/有机酸界面的阻抗及自然腐蚀电位(NEP)随时间的变化情况,对腐蚀特性作 出细致的研究.在失重试验中,测量工作是在室温与沸点温度下进行的.由于沸点温度下, 钢与有机酸组成的系统不稳定,所以不能采用电化学测量方法只能对钢进行表面分析 时,才能了解沸点对AISI316钢的腐蚀状况. ? 100? 2试验 2.1材料 AISI316钢和纯Mo的电极是截面积为3.14mm的钢丝,其化学成分见表1.将 AISI316钢在真空中于1050?退火40分种,然后水淬.每个试验电极都有一个截面由 Teflon所密封.试验前将所有的试验电极都用粒度为1500度的砂纸 研磨后,再在超声波 清洗机上用丙酮除去油渍.试剂级的甲酸(98,99)和乙酸(99.5)是按我们以前发 表的文章所述的方法提纯的.所使用的甲酸和乙酸的浓度范围为1,100.在标称体 积浓度为100的酸性溶液中,水的残余量是由KarlFischer方法测出来的.这种方法是 采用电化学方法测量水与KarlFischer试剂问的特殊反应.该试剂的组成为I,SO,吡啶 及CHaOH.在甲酸中需要滴入0.3的水用于失重测量,滴入0.5的水用于电化学测 量在乙酸中需要滴入0.008的水用于失重测量,滴入0.04的水用于电化学测量.溶 液需要用纯净氯气脱气2小时.电化学测量时,作为辅助电解质的甲酸钾(O.5M)和乙酸 钾(0?5M)~J,电位蚵犁量可以标准甘汞电极作参比电极. 表1AISI316钢的化学成分 2.2失重的测量 试验前将准备浸入甲酸中的试样依次用240度到1200度的砂纸进行研磨.而对准备 浸入乙酸中的试样则采用800度到1200度的砂纸进行研磨.然后,在超声波清洗机上用 甲醇和丙酮除去油渍.浸入甲酸中的试样分别于沸点温度与室温检测7天和70天. 2.3极化曲线的测量 反电极为30X40×0.5毫米规格的铂片.测量前对浸在甲酸中的AISI316钢作电极 在一10mA/cm的极化电流密度下进行40分种的阴极极化.对浸入乙酸中的AISI316钢 中的工作电极也在同样的极化电流密度下进行阴极极化,极化时间见表2,然后更换溶 液.电极极化结束后立即用动电位方法以50mV/分的扫描速度测量极化曲线. 表2AISI316钢在乙酸中的极化处理时间 为了研究AISI316钢在甲酸溶液中浸泡时间对极化性能的影响,还测量了阴极极化 后浸泡24小时后的AISI316钢的极化曲线. 2.4自然腐蚀电位——浸人时间曲线的测量 ?101? 继

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