Page 24 - 理化检验-物理分册2021年第八期
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罗先甫, 等: 奥氏体 - 铁素体双相不锈钢晶间腐蚀试验方法


            为较大的 σ相, 晶间腐蚀敏感性逐渐增强, 未出现铬                        S p ectrosco py 简称 EIS )是一种研究电极反应动力

                                                                          ,
            扩散补充到贫铬区显示自愈合现象。 JEON 等                     [ 28 ]  学以及电极界面现象的重要化学方法                 [ 34 ] 。原理是

            采用 DL-EPR 法研究一种超级双相钢在 850 ℃ 时                      给电化学系统施加一个频率不同的小振幅的交流信
            效初期的析出相形成及其对晶间腐蚀的影响, 试验                            号, 测量交流信号电压与电流的比值( 此比值即为系


                                   -1                   -1
            介质为 30 ℃ 的 2mol · L      H 2 SO 4+0.01mol · L      统的阻抗) 随正弦波频率 ω 的变化, 或者是阻抗的


                              -1 NaCl的混合溶液, 扫描速率               相位角随ω 的变化, 进而分析电极过程动力学、 双
            KSCN+0.5mol · L

                      -1
            为1mV · s 。结果表明,( 铬、 锰、 铝) 氧化物和( 铬、                 电层和扩散等, 可研究电极材料、 电解质以及腐蚀防
            猛、 铝、 铁) 氧化夹杂物作为 χ 相的形核点, 易在铁                      护等机理。扰动不会引起系统内部结构发生变化,
            素体 - 奥氏体相界和铁素体 - 铁素体晶界析出, 由于 χ                     当扰动停止后, 系统能够恢复到原先的状态。
            相与铁素体相界易形成贫( 铬、 钼、 钨) 区, 增加了合                          在不 锈 钢 晶 间 腐 蚀 研 究 中, EIS 一 般 与 DL-
            金的晶间腐蚀敏感性。王 永霞               [ 29 ] 等采 用 DL-EPR   EPR 法等其他电化学方法同时使用且溶液环境通
            法研究 0Cr32Ni7Mo3N 双相不锈钢在 3 种 固溶温                    常相同   [ 35-37 ] , 通过测定开路电位或其他极化电位下

            度下 的 耐 晶 间 腐 蚀 性 能, 试 验 介 质 为 25 ℃ 的               的交流阻抗谱并绘制相应的等效电路, 可研究晶间


                    -1                 -1  HCl溶液。结果表           腐蚀过程及机理, 是 DL-EPR 法研究材料晶间腐蚀
            2mol · L  H 2 SO 4+1mol · L

            明: 随着固溶温度由 1180 ℃ 升高至 1220 ℃ , 材料                  性能的补充。难点在于, 通常一个阻抗图谱对应着
                          由 14.29% 下降至 5.45% , 抗晶间腐            一个等效电路, 而等效电路主要是由一系列的复阻
            的再活化率 R a
            蚀性能逐渐提高。王钦娟             [ 30 ] 等采用 DL-EPR 法对       抗元件的串联或者并联的组合构成, 每条曲线都需

            铸造 SAF2906 超级双相不锈钢耐晶间腐蚀性能进                         要解析具体的电路原件参数值。在一般的腐蚀性能

            行评价, 得到的最优测试条件为: 试验溶液为 30 ℃                        研究中, EIS 试验一般在 NaCl溶液中且在开路电位


                        -1                -1       溶液, 扫       下进行   [ 28 ] , 主要显示材料总的抗腐蚀性能差异, 包
            的1.0mol · L    HCl+2.0mol · L   H 2 SO 4

            描速率为 1 mV · s 。 ABRA-ARZOLA 等          [ 31 ] 采用   括晶间腐蚀、 缝隙腐蚀、 点腐蚀等。
                             -1
            DL-EPR 法研究 2205 双相不锈钢晶间腐蚀行为, 试                    2.5  电化学噪声技术


                              -1                 -1
            验介质为 2 mol · L      H 2 SO 4+1 mol · L  HCl 溶          电化学噪声( ElectrochemicalNoise , 简称 EN )
            液, 结果表明, 在 850 ℃ 时效条件下, 随着时效时间                     是指电化学动力系统演化过程中, 其电学状态参量

            的延长, σ相析出逐渐增多, 增加了铁素体相的晶间                          ( 如: 电极电位、 外测电流等) 的随机非平衡波动现
            腐蚀和均匀腐蚀速率, 使铁素体 相的耐蚀性降低。                           象。电化学噪声技术是一种原位无损的监测技术,
            HONG 等    [ 32 ] 采用 DL-EPR 法研究不同时效状态下              在测量过程中无须对被测电极施加可能改变电极腐
            UNSS32750 双相不锈钢的晶间腐蚀敏感性, 结果                        蚀过程的外界扰动, 也无须建立被测体系的电极过


            表明在 900 ℃ 时效条件下, 在 10min~4h 范围内,                   程模型, 检测设备简单。 EN 技术的难点在于数据
            晶间腐蚀敏感性逐渐升高, 而后随着时效时间的延                            的解析, 分析方法包括频域分析和时域分析。常见
            长, 由于初始奥氏体内的铬、 钼相二次奥氏体扩散,                          的频域分析时的时频转换技术有快速傅立叶变换

            材料的再活化率轻微下降。得到的最佳试验参数如                             ( Fast Fourier Transform , FFT )、最 大 熵 值 法

                                -1                -1           ( Maximum Entro py Method , MEM )、 小 波 变 换
            下: 30℃ 的1.5mol · L     HCl+2.0mol · L   H 2 SO 4

            溶液, 扫描速率为 1.5 mV · s 。 ZHANG 等            [ 33 ] 采  ( WaveletsTransform , WT ) 等, 在电化学噪声时域

                                       -1
            用 DL-EPR 法研 究 UNSS31803 双 相 钢 多 道 焊 后              分析中, 标准偏差、 噪声电阻等是最常用的几个基本


                                                        -1     概念, 也是评价腐蚀类型与腐蚀速率大小的依据。
            的耐 晶 间 腐 蚀 敏 感 性, 溶 液 介 质 1.5 mol · L


                            -1      , 扫     描   速   率   为          张盈盈等    [ 38 ] 采用 EN 技术评价 316L 不锈钢的
            HCl+2.0mol · L    H 2 SO 4


            1.66mV · s , 结果表明焊接过程中氮化铬和二次                       晶间 腐 蚀 敏 感 性,试 验 溶 液 为 0.5 mol · L          -1
                      -1


            奥氏体的生成使材料抗晶间腐蚀性能下降。综合以                             H 2 SO 4+0.01mol · L -1  KSCN , 与 DL-EPR 方 法 一

            上研究者的测试参数发现, 针对双相 钢, HCl是替                         致。试验结果表明, 电流噪声与晶间腐蚀敏感性有
            代 KSCN 的常用去极化剂。                                    关, 电流噪声波动越大, 晶间腐蚀敏感性越强, 利用
            2.4  电化学阻抗谱                                        电流标准偏差可定量计算晶间腐蚀敏感 性。张丽
                                                                 [ 39 ]
                 电 化 学 阻 抗 谱 ( ElectrochemicalIm p edance      华   研究了 2101 双相不锈钢在 0.1% ( 质量分数,
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