潔凈不銹鋼耐蝕性的研究

盡管構(gòu)成鈍態(tài)保護(hù)膜的氧化物的耐蝕性非常高，但在實際使用中許多不銹鋼難以在HCl中保持鈍態(tài)。其原因之一可以認(rèn)為是由于鋼中存在著晶界和異相界面等面缺陷，以及析出物和第二相等體積型缺陷所致。為對此原因進(jìn)行確認(rèn)，因此日本制作了Fe-Cr合金薄膜，并采用IBSD和離子束增強(qiáng)沉積分析技術(shù)（IBED）對Fe-Cr合金薄膜的耐蝕性進(jìn)行了評價。Fe-Cr合金薄膜是一種高質(zhì)量的金屬薄膜，其Cr含量為13～24%mass%，與實際使用的不銹鋼基本相同。Fe-Cr合金薄膜為BCC結(jié)構(gòu)，平均晶粒度為30nm左右，表面粗糙度（rms）為0.4～0.5nm。由于Fe-Cr合金薄膜不存在光學(xué)顯微鏡和SEM可觀察到的微細(xì)析出物和第二相，因此可以視為這是一種理想的潔凈不銹鋼。

根據(jù)在1kmol·m-3HCl和1kmol·m-3NaCl中IBSD-Fe2O3-Cr2O3合金薄膜及在研究室采用高頻真空溶解爐制作的Fe-18Cr合金體的陽極極化曲線可知，IBED合金薄膜在1kmol·m-3HCl中自然浸漬狀態(tài)下出現(xiàn)鈍化，在電位高于0.9V的情況下，在產(chǎn)生過鈍態(tài)溶解狀態(tài)前可一直穩(wěn)定維持鈍態(tài)。另外，在1kmol·m-3NaCl中沒有出現(xiàn)孔蝕敏感性。由上可知，如果材料中沒有析出物和第二相等微觀缺陷，就可利用Cr富集復(fù)合氧化物固有的良好耐蝕性抵御高濃度HCl的腐蝕，還可提高耐孔蝕性。

根據(jù)真空溶解的Fe-Cr合金體和噴濺沉積的Fe-Cr合金薄膜的孔蝕電位與耐孔蝕性指數(shù)PRE（=Cr+3.3Mo）的關(guān)系可知，真空溶解的Fe-Cr合金和市售的Type304及316L鋼的孔蝕電位與PRE之間具有直線關(guān)系，大量添加Cr和Mo（高合金化）可有效提高耐蝕性?？孜g電位和鈍態(tài)保護(hù)膜成分之間有相互關(guān)系。但是，由于噴濺合金膜和高純度Type304及316L鋼沒有這種直線關(guān)系，因此這些材料的孔蝕電位與鈍態(tài)保護(hù)膜成分沒有關(guān)系。也就是說，只有材料在中性氯化物溶液中發(fā)生了孔蝕，才是控制材料是否會因該孔蝕而產(chǎn)生缺陷的直接原因。如果能對這種材料缺陷進(jìn)行判定，并弄清孔蝕發(fā)生的機(jī)理，就可以采用高合金化以外的手段來大幅度提高耐蝕性。