学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

硼不锈钢腐蚀行为初探

作　者: 佘青
导　师: 胡舸
学　校: 重庆大学
专　业: 化学
关键词: 腐蚀 硼不锈钢 交流阻抗 塔菲尔 失重
分类号: TG142.71
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 70次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


硼不锈钢具有硬度强、耐热、防腐以及中子吸收断面大和可以薄壁化的优点被誉为钢中“最棒的钢”，由于近来随着核电工业和汽车工业的发展，使得硼不锈钢的需求量不断增加。但是随之而来的腐蚀与防腐研究没有跟上，由于腐蚀可能会造成重大安全事故和经济损失，因此研究硼不锈钢的腐蚀对更好的利用硼不锈钢具有重大意义。采用浸泡实验法，利用塔菲尔直线外推法、交流阻抗法和通过等效电路图利用Zview软件拟合得到数据，研究了硼不锈钢在硼酸和盐酸介质以及模拟酸雨中的腐蚀电化学行为，得到不同浓度、温度、pH等条件下的开路电位、自腐蚀电位、腐蚀电流密度、极化电阻和腐蚀速率等参数。采用扫描电子显微镜得到硼不锈钢的腐蚀样貌，EDS得到材料所含成分，并进行失重实验计算腐蚀速率，分析腐蚀机理。主要结论如下：①在硼酸溶液中随着硼酸浓度增大，硼不锈钢的自腐蚀电位非常小，腐蚀速率随着浓度增大而减小，极化电阻随浓度增大而增大，当改变温度，硼不锈钢的腐蚀速率变化依然非常小，表明硼酸起到了缓蚀作用，这是硼不锈钢能在核电工业中与硼酸一起使用的原因。当增加浸泡时间时所得到的失重表明随着浸泡时间延长，失重增加，说明在浸泡过程中产生了吸氧腐蚀。②在盐酸溶液中，腐蚀失重随浸泡时间延长而增加，室温下随盐酸浓度由0.1mol/L增加到2mol/L，硼不锈钢的自腐蚀电位发生负偏移，腐蚀电流密度由0.032530mA·cm-2增至0.2032mA.cm-2，线性极化阻抗由585.9降到96.4，金属溶解产生的电荷传递电阻Rct由438.8降减为86.71，膜电阻增加，硼不锈钢腐蚀速率由0.7433mmA·cm-2增加到4.6431mA·cm-2，证明H+和Cl-浓度增大能加快硼不锈钢表面氧化膜Cr2O3、B2O3的溶解，从而使基体受到腐蚀，同时由于Cl-存在于蚀孔内，使得腐蚀加剧。当硼不锈钢从0h开始浸泡到48h后，自腐蚀电位由-385mV变到-340mV,腐蚀电流密度由0.2032mA·cm-2减小到0.00469mA·cm-2，Rct由86.71增至642.2，是腐蚀前的7倍，表明随着浸泡时间变长，不锈钢表面沉积大量的腐蚀产物，减慢了基体腐蚀速率。当溶液温度由室温升到50C°时，硼不锈钢腐蚀电流密度0.1307mA·cm-2增至0.3111mA·cm-2，高温时反应速率是常温时的3倍，极化电阻是常温时的一半，表明升高温度，溶液中离子运动速率加快，加快了反应物的迁移，从而使腐蚀速率加快。③在模拟酸雨中，硼不锈钢腐蚀失重随腐蚀时间的延长而增加缓慢。在pH=6.0的模拟酸雨溶液中的极化电阻分别为pH=2.0和4.0时的106倍和3倍，随着pH值的增大，容抗弧半径增大。在pH=2.0时的腐蚀电流密度为pH=4.0时的29倍和pH=6.0时的87倍，结果说明硼不锈钢在pH=2.0时受到了严重腐蚀，在pH=4.0时腐蚀较轻，在pH=6.0时硼不锈钢表面生成了大量氧化膜，表面的腐蚀产物迁移较慢，所以硼不锈钢的腐蚀速率随pH值减小而增大。在pH=2.0的溶液中，随着温度升高，硼不锈钢的极化电阻由306减小到231.7，腐蚀电流密度由0.1006mA·cm-2增至0.1363mA·cm-2，腐蚀速率有所增加说明温度能加快硼不锈钢的腐蚀。④由硼不锈钢在硼酸、盐酸和模拟酸雨溶液中的SEM图看出硼不锈钢在全浸实验中的腐蚀形式主要为点蚀，有可能还有晶间腐蚀，这是由于不锈钢的耐腐蚀性主要是由Cr元素决定的，硼元素的加入会使不锈钢易产生贫铬区从而发生晶间腐蚀和点蚀。⑤硼不锈钢腐蚀主要是表面的氧化膜Cr2O3在酸性或者Cl-等腐蚀阴离子存在下发生溶解反应。其次是不锈钢里面的基体受到腐蚀，浸泡时间加长，腐蚀还有可能发生水解反应。

全文目录


摘要  3-5
ABSTRACT  5-10
1 绪论  10-20
  1.1 对硼元素及硼钢的认识  10-12
    1.1.1 硼元素的简介  10
    1.1.2 硼的主要用途  10
    1.1.3 硼不锈钢钢的简介  10-12
  1.2 硼不锈钢腐蚀的影响因素  12-14
    1.2.1 合金组织、热处理及成型工艺的影响  12-13
    1.2.2 环境因素的影响  13-14
  1.3 硼不锈钢腐蚀危害与防护措施  14-15
  1.4 硼不锈钢腐蚀行为与研究现状  15-19
    1.4.1 硼不锈钢腐蚀机理  15-18
    1.4.2 金属腐蚀行为研究方法  18
    1.4.3 硼不锈钢腐蚀研究现状  18-19
  1.5 论文研究目的及研究内容  19-20
    1.5.1 研究目的  19
    1.5.2 研究内容  19-20
2 实验  20-30
  2.1 主要实验仪器、材料及试剂  20-21
    2.1.1 实验仪器  20
    2.1.2 实验材料  20-21
    2.1.3 药品及材料  21
  2.2 实验方法及原理  21-25
    2.2.1 极化曲线  21-23
    2.2.2 交流阻抗技术  23-25
    2.2.3 腐蚀活化能计算  25
    2.2.4 电化学腐蚀实验  25
  2.3 实验内容  25-28
    2.3.1 电化学实验用电极的制备  25-26
    2.3.2 实验药品的准备  26
    2.3.3 电化学测试的电极体系  26-28
  2.4 腐蚀速率的测定  28
  2.5 腐蚀形态及产物分析  28-30
    2.5.1 表面形貌表征  28
    2.5.2 能量色散 X 射线光谱仪  28-30
3 结果与讨论  30-56
  3.1 硼酸介质中含硼不锈钢腐蚀行为  30-36
    3.1.1 硼酸溶液浓度对含硼不锈钢电化学腐蚀行为影响  30-33
    3.1.2 在不同温度下硼不锈钢在硼酸介质中的电化学腐蚀行为  33-35
    3.1.3 硼不锈钢在硼酸介质中腐蚀样貌以及失重法测得的腐蚀速率  35-36
  3.2 盐酸介质中含硼不锈钢的腐蚀行为  36-47
    3.2.1 盐酸浓度对含硼不锈钢的电化学腐蚀行为影响  36-39
    3.2.2 在盐酸介质中浸泡时间对硼不锈钢电化学腐蚀行为的影响  39-42
    3.2.3 温度对盐酸介质中硼不锈钢腐蚀行为的影响  42-45
    3.2.4 硼不锈钢腐蚀样貌以及失重法测得的腐蚀速率  45-47
  3.3 硼不锈钢在模拟酸雨中的电化学腐蚀行为  47-54
    3.3.1 pH 值对硼不锈钢腐蚀行为的影响  47-50
    3.3.2 温度对硼不锈钢在模拟酸雨中电化学腐蚀行为的影响  50-52
    3.3.3 硼不锈钢在盐酸介质中腐蚀样貌以及失重法测得的腐蚀速率  52-54
  3.4 温度对硼不锈钢在三种介质中的腐蚀速率影响比较  54
  3.5 硼不锈钢腐蚀机理初探  54-56
4 结论与展望  56-58
  4.1 结论  56-57
  4.2 展望  57-58
致谢  58-59
参考文献  59-64
附录  64
  A. 作者在攻读学位期间发表的论文目录  64
  B. 作者在攻读学位期间参与发表的论文目录  64

相似论文

  1. AZ91D镁合金微弧氧化陶瓷膜制备及其电偶腐蚀性能,TG174.453
  2. 聚萘二甲酸乙二醇酯的合成与性能研究,TQ316.33
  3. 温降、压降分析及其在海管CO2腐蚀评估中的应用,TE832
  4. 导电聚苯胺的电化学合成与应用研究,O633.21
  5. 不同的pH值和作用时间对镍钛丝机械性能及表面形貌的影响,R783.5
  6. (La1-xSrx)2(Mo(1-y（Gay）2O9-α的合成、导电性及应用,TM911.4
  7. 铝合金的表面处理提高与聚苯硫醚结合强度及其抗腐蚀性的研究,TG174.4
  8. 在用球罐的缺陷统计和分析,TQ053.2
  9. Sm3+掺杂浓度对CeO2基离子导体的电学和光学性质影响的研究,TM911.4
  10. 板式换热器失效分析研究,TK172
  11. 新型含氟环氧乙烯基酯树脂的合成结构与性能研究,TQ323.5
  12. 微生物燃料电池的阻抗特性以及在生物阴极实现硝化的研究,TM911.4
  13. 基于元胞自动机模型的硅各向异性腐蚀模拟,TB304
  14. 硫酸盐还原菌的生物抑制及电化学评价,X172
  15. 块体纳米晶工业纯铁化学镀镍磷,TQ153.1
  16. 乙烯裂解炉蒸汽过热段集合管凸缘失效分析,TQ221.211
  17. 基于弯管失效分析的金属冲刷腐蚀研究,TG172
  18. 生物医用镁合金箔材的制备及其耐腐蚀特性的研究,TG146.22
  19. 敞开和闭塞关联液膜下碳钢的电化学腐蚀行为,TG172
  20. 阻锈剂对混凝土钢筋点蚀抑制作用研究,TU528.042
  21. 二氧化碳驱采出水中结垢机理研究,TE357.45

中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属学与热处理 > 金属材料 > 钢 > 特种性能钢 > 不锈钢、耐酸钢
© 2012 www.xueweilunwen.com