[发明专利]一种确定双相不锈钢点蚀优先发生相区的方法

说明书

技术领域

本发明属于金属腐蚀技术领域，具体涉及一种确定双相不锈钢点蚀优先发生相区的方法。

背景技术

双相不锈钢因综合了奥氏体和铁素体两相的优良性能，从而成为一种重要的结构功能材料，并在诸多领域中有替代奥氏体不锈钢的趋势。由于其服役环境比较苛刻，双相不锈钢的应用性能，尤其是耐点蚀性能引起了人们极大的关注。

通常，点蚀发生在侵蚀性阴离子和氧化剂共存的环境中，其特点是隐蔽性极强、破坏性极大，从而引起人们广泛的重视和深入的研究。特别是对于双相不锈钢，由于其组织内部含有两相，并且其腐蚀性能是由两相中最弱相的性质决定，因此确定双相不锈钢中点蚀优先发生的相区是非常重要的，这为后期改进双相不锈钢的综合耐腐蚀性能提供重要的依据。通常，点蚀形貌的尺寸处于100μm以上的量级，双相不锈钢的两相均被发生腐蚀，从而无法反应点蚀早期到底在那一相优先萌生的信息。

因此，研究可靠、高效、便捷的确定点蚀在双相不锈钢中萌生位置的方法是一个重要而且很有意义的课题。

发明内容

本发明的目的在于提出一种精确监控双相不锈钢点蚀优先发生相区的新方法，为改进双相不锈钢综合腐蚀性能的热处理工艺提供有价值的参考。

本发明提出的方法的基本思想是利用亚稳态电流波动效应，在双相不锈钢的表面萌生点蚀，从而直接观察到点蚀优先发生的相区。

具体步骤如下：

步骤一：将双相不锈钢样品机械抛光后，用丙酮清洗，去除油污；然后在室温下，将样品放置到NaOH溶液中(NaOH溶液的重量浓度一般可为20-40％)，以样品为阳极，石墨电极为阴极，对样品进行轻微腐刻；外加阳极电位为1.5-2.5V，腐刻时间为10-15s，由此获取双相不锈钢的微观结构；

步骤二：将轻微腐刻后的样品作为阳极放置到1MNaCl溶液中，外加阳极电位700mV-800mV，同时用温度控制装置以1±0.3℃/min的速率升高溶液的温度，记录腐蚀电流密度随温度的变化曲线；当温度接近材料固有的临界点蚀温度(CPT)时，停止试验，得到两种典型双相不锈钢的腐蚀电流密度随温度的变化曲线，从中可以观察到大量的亚稳态电流波动行为，见图1和图2所示；

步骤三：将样品取出，在扫描电子显微镜(SEM)下观察样品的表面，得到在某一相区形成的亚稳态点蚀形貌，尺寸小于10μm，从而可以直观地确定双相不锈钢点蚀优先萌生的相区。图3和图4分别给出了在两种双相不锈钢某一相区上萌生的亚稳态点蚀形貌。

本发明方法可直接观察到点蚀优先发生的相区，简单、直观、清晰。为改进双相不锈钢的综合耐腐蚀性能提供重要依据。

附图说明

图1为SAF2205双相不锈钢在750mV外加电位下，腐蚀电流密度随温度的变化曲线。

图2为SAF2507双相不锈钢在700mV外加电位下，腐蚀电流密度随温度的变化曲线。

图3为SAF2205双相不锈钢在奥氏体相区上形成的亚稳态点蚀形貌。

图4为SAF2507双相不锈钢在奥氏体相区上形成的亚稳态点蚀形貌。

具体实施方式

实施例1确定SAF2205双相不锈钢点蚀优先发生的相区

对SAF2205双相不锈钢按照步骤一进行腐刻，用环氧树脂封装非工作面，仅留出约10mm×10mm的表面进行步骤二的电化学测试。具体测试条件如下：精确配制1mol/LNaCl溶液，并放置于温度控制装置中；实验前，首先向介质溶液中通入高纯氮气(99.999％)30分钟以除氧，测试过程中持续通气除氧。电化学采用标准的三电极体系：辅助电极采用金属铂电极；参比电极体系由饱和甘汞电极(SCE)和盐桥组成。外加电位为750mV，温度从35℃开始以1±0.3℃/min的速率升高到58℃(SAF2205的临界点蚀温度为59.6℃)停止试验。然后取出样品在SEM下观察得到如图3所示的亚稳态点蚀形貌，从而确定点蚀优先在SAF2205双相不锈钢的奥氏体相区发生。

实施例2确定SAF2507双相不锈钢点蚀优先发生的相区得到与SAF2205类似的结果。