用电化学方法测量不锈钢晶间腐蚀的敏感性_武晋花

收稿日期:2001-04-25
作者简介:武晋花(1966～),女(汉族),工程师,毕业于北京科技大学,现从事质量方圆认证工作。

用电化学方法测量不锈钢晶间腐蚀的敏感性
武晋花
(山西省冶金研究所　山西太原　030002)
摘　要:用电化学再活化法研究测量了不锈钢晶间腐蚀敏感性的大小,并与传统方法的测量结果做了比较。

结果发现:电化学再活化法是目前测量不锈钢尤其是测量复合板不锈钢复层的晶间腐蚀敏感性大小的一种准确、迅速的理想检测手段。

关键词:电化学方法;测量;不锈钢晶间腐蚀
中图分类号:TG 142.71　文献标识码:B 文章编号:1003-0514(2001)03-0012-03
Using electrochemical reactivation method survey stainless steel
grain -boundary corrosion sensitivity
W U Jin -hua
(Shanxi Metallurgical Research Institute ,T aiyuan 030002,China )
Abstract :Using electrochemical reactivation method study and survey stainless steel grain -boundary corrosion sensitivity ;com 2pare the present result with the past one in traditional way -Using electrochemical reactivation method to survey stainless steel es 2pecially to survey the sensiticoty in stainless steel com positeplate grain -boundary conrosion is an accurate ,rapid and ideal check 2ing method.
K ey w ords :electrochemical reactivation mathed ;survey ;stainless steel grain -boundary corrosion
0　前言
新型材料不锈钢-碳钢复合板,以其独特的优点受到越来越多的用户的青睐,然而对不锈钢复层的晶间腐蚀敏感性大小的判定却是一个十分棘手的问题。

因为一时难以找到既耐高温又耐H 2S O 4-CuS O 4腐蚀的涂料涂封碳钢基体,所以用传统的H 2S O 4-CuS O 4方法,复合板本身会产生非常严重的电偶腐蚀。

为此,迫切需要研究探讨一种新型的常温测试手段。

虽
然70年代Cihal (1)、Dese -tret (1)、Pavel N ovak (3)
等人进行了用电化学方法来评价不锈钢晶间腐蚀敏感性的研究。

国内吴幼林(4)也曾做过这方面的尝试工作。

但是,究竟如何准确地评价其耐蚀性,目前仍是众说不一。

为此,我们用电化学方法对不同炉号的奥氏体不锈钢做了大量的试验,并与硫酸-硫酸铜法的结果做了对比,从而找到合理的判据,然后再将其应用于复合板的检验。

此外,还将部分电化学方法的结果与
硝酸法做了对照,并对该方法的试验原理及适用范围做了讨论。

1　试验材料及方法
试验所用的材料皆为奥氏体不锈钢,其主要成分的含量列于表1,所有试样都经650℃×2h 空冷敏化处理。

选用的复合板材为双面复合钢板,其工艺条件见文献(5)。

电化学试验所用试样的几何尺寸为10×10×厚度(mm ),依次在200号、400号、600号、800号砂纸上
研磨,试样的工作面积为1cm 2
,其余表面用松香-石蜡涂封,同时用3片试样做平行试验。

实验溶液1NH 2S O 4+0.01N K SC N 试验温度为30℃。

实验体系为三电极体系,辅助电极为铂电极,参比电极为饱和甘汞电极。

21冶金标准化与质量 第39卷　
硫酸-硫酸铜法试样的几何尺寸为80×20×3～4(mm),用4片试样同时做平行试验。

硝酸法试样的几何尺寸为80×20×3～4(mm),用2片试样同时做平行试验。

试样放入溶液10分种后测其稳定的自腐蚀电位。

若其自腐蚀电位比-0.40伏(SCE)更正时,应将其在-0.1伏(SCE)下阴极还原处理1分钟。

然后从自腐蚀电位开始对其进行阳极极化直到+0.3伏(SCE)时立即以相同的速度回扫,直到再活化电流变为零,分别取正向极化时的最大阳极电流密度和反向极化时的最大再活化电流密度,根据下式计算再活化率:
Rr=It/Ia
试验后,用光学显微镜观察试样表面。

表1　试样用钢的化学成分%序号　炉号　钢　号C S i Mn S P Cr Ni M o T i Fe 1Y F0084300Cr19Ni110.0200.43 1.200.0090.02719.9010.55--余2Y F0083400Cr19Ni110.0210.72 1.110.0070.02819.2910.18--余3Y F0083700Cr19Ni110.0200.49 1.030.0150.02619.0210.27--余4Y F0082900Cr19Ni110.0290.80 1.150.0040.02519.309.98--余5YE014761Cr18Ni9T i0.040.580.990.0070.03117.9810.210.010.45余6Y F015661Cr18Ni9T i0.040.73 1.080.0030.03017.389.430.050.33余7YE010851Cr18Ni9T i0.040.610.990.0070.02617.4010.640.010.44余8E009761Cr18Ni9T i0.050.86 1.120.0190.03017.7010.130.020.28余9D009511Cr18Ni9T i0.070. 1.330.0080.02617.859.800.070.47余10Y F822201Cr18Ni9T i0.060.88 1.220.0120.02117.559.59-0.32余11YE012280Cr18Ni90.050.83 1.100.0080.02417.509.660.020.01余12D008571Cr18Ni9T i0.050.560.930.0120.02417.429.380.010.25余13Y F014911Cr18Ni9T i0.060.64 1.090.0080.02917.439.750.020.33余14Y F0084100Cr19Ni9T i100.0210.57 1.400.0100.02718.729.97--余
表2　实验测量结果
序号
电化学再活化法
Rr=Ir/Ia(平均值显微镜观察
H2S O4-CuS O4
法的实验结果
65%HNO3煮沸72小时腐蚀率/mm・y-1
第一周期第二周期第三周期
10.16没有腐蚀沟-0.210.130.12 20.24没有腐蚀沟-0.290.220.37 30.23没有腐蚀沟-0.270.51 2.07 40.25有腐蚀沟0.390.390.617.80 5 4.9×104没有腐蚀沟无裂纹
60.043没有腐蚀沟无裂纹
7 5.93×104没有腐蚀沟无裂纹
80.38有明显的腐蚀沟微裂纹
90.026没有腐蚀沟无裂纹
100.43有明显的腐蚀沟微裂纹
110.31有明显的腐蚀沟微裂纹
120.36有明显的腐蚀沟微裂纹
130.061没有明显的腐蚀沟初验有微裂纹复
验则没有裂纹
140.24有腐蚀沟微裂纹
2　结果与讨论
2.1　用电化学再活化法评价不锈钢晶间腐蚀敏感性大小的判据
表2给出了实验测量结果。

表2结果表面,电化学再活化法与硫酸-硫酸铜法的实验结果是比较吻合的。

结果还表明:当再活化率Rr<0.061时,肯定没有晶间腐蚀产生;当0.061≤Rr≤0.16时,则需要用光学显微镜观察试样表面,以确定晶间腐蚀的敏感性;而当Rr>0.16时,则肯定有晶间腐蚀产生。

事实上,由不同序号试样的电化学再活化极化曲线和不锈钢复层的电化学再活化极化曲线,我们也可粗略地推断晶间腐蚀的倾向,尤其是当阳极峰和活化峰的峰值十分接近时,便可以非常肯定地推断已经产生了晶间腐蚀。

31
　第3期 用电化学方法测量不锈钢晶间腐蚀的敏感性
不锈钢复层的是化学再活化极化曲线表明,经过不同规程的热处理后的不锈钢复层都产生了晶间腐蚀,这与理论推测(5)的结果是十分吻合的。

一般地讲,采用任何一种电化学技术,极化时都将会导致试样产生选择性的溶解。

在本研究的实验体系中,1N H2S O4实质上是氧化剂,而SC N-则是活化剂,因而在正向极化时,在活性区试样表面只产生均匀腐蚀,而在钝化区试样表面则很容易形成钝化膜而不产生晶间腐蚀。

从有严重晶间腐蚀倾向的11#试样在正向极化到+0.30伏(SCE)时的表面情况我们看到,试样表面没有晶间腐蚀沟。

而在反向极化时,由于在晶界附近的贫Cr区形成的钝化膜不完整致密而被优先迅速溶解,从而出现晶间腐蚀,因而我们认为电化学再活化法对敏化产生的贫Cr区十分敏感。

2.2　电化学再活化法的适用范围
从表2的1～4#试样试验结果,我们发现电化学再活化法与硝酸法的结果并不十分吻合,这可能是因为硝酸试验方法不仅能检验碳化物引起的晶间腐蚀而且也能检验σ相、α相及其它原因引起的晶间腐蚀和全面腐蚀,因而实验结果不全是由贫Cr区引起的。

据此,我们推断电化学再活化法可能只能用来测量由于晶界贫Cr而引起的晶间腐蚀的敏感性的大小,但这并不意味着电化学方法就不能用来测量由σ相及其它原因引起的晶间腐蚀,然而究竟如何测量还有待于今后做更深入的研究。

3　结论
1)用电化学再活化法测定不锈钢有无晶间腐蚀倾向准确、迅速。

因而是目前测量复合板不锈钢复层的晶间腐蚀敏感性大小的一种理想的检测手段。

2)测量结果表明:当再活化率Rr<0.061时,肯定没有晶间腐蚀产生;当0.061≤Rr≤0.16时,则需要用光学显微镜观察试样表面,以确定有无晶间腐蚀;当Rr>0.16时,肯定有晶间腐蚀产生。

参考文献
1　V.Cihal,K ov oe M aterially,1973.11
2　A,Desetret;M.Froment and P.G uiraldent Ext Abstracts.23rd.M eet2 ing ISE,S tockholm,1972
3　Pavel N ovak,C orrosion V o131,P344(1985)
4　吴幼林.中国腐蚀与防护学报,1985
5　李文达等.不锈钢冷轧双面复合薄板固溶处理温度对钢板力学性能及晶间腐蚀倾向的影响.太钢科技,1991.3
・动态与简讯・
标准样品证书内容的规定(中)
二、标准样品证书应包含的主要内容
标准样品证书是向用户证明标准样品质量和特性值可靠的技术文件,它应包含标准样品研制报告主要内容的摘要。

根据我国国家标准G B/T500014《标准样品工作导则4标准样品证书内容的规定》的要求,必须包括如下的技术信息:
11标准样品的名称、批准编号、研制(或复制)单位的全称及定值日期、有效期等信息。

21标准样品原材料的来源及提供单位。

由于采用不同来源的原材料将会对标准样品的均匀性和稳定性产生影响,所以为了保证研制和复制时这两种特性的一致性,必须列人提供原材料单位的名称以供用户参考。

31标准样品制作的方法(不含具有专利性质的工艺和技术)。

提供这一信息的目的是为用户判断标准样品的质量水平提供依据,使得用户能了解标准样品的基本特性。

41标准样品的形状、规格和包装形式。

51标准样品均匀性检验。

证书中必须提供有关均匀性检验方法以及最小称量样料的信息,以保证用户能够确认该检验方法与其预期用途相适合。

61标准样品稳定性检验。

证书中必须提供有关均匀性检验方法,包括在规定的条件下定期抽取有代表性的样品进行检验的详细内容,以保证用户能够预测在标准样品规定的有效期内标准值变化趋势和不确定度变化的区间。

71标准值和置信限。

本内容是标准样品证书最关键的技术信息。

为了使用户了解这些数据是如何获得的,证书中必须提供由几个实验室参加定值的,采用几种测量方法,获得了多少组数据,采用的是什么统计方法等方面的信息。

(马　威)　
41冶金标准化与质量 第39卷　。