316L不锈钢焊缝腐蚀行为的电化学研究

316L不锈钢以其优良的耐腐蚀性能、加工性能和高抗氧化性能而被广泛应用于核电、石油、化工等领域。316L不锈钢的应用大多需要焊接成型,但焊接过程中化学成分,组织形态和相关性能的改变,使316L不锈钢的耐蚀性能降低,在焊缝接头处以及焊缝部位优先发生腐蚀,严重影响了不锈钢的使用寿命和安全性。本文采用交流阻抗法和阳极极化常规电化学方法,结合课题组自主研发的扫描微电极技术研究316L不锈钢焊缝区的腐蚀行为,探讨钨极氩弧焊和CO2保护焊两种不同焊接方法对316L不锈钢抗腐蚀能力的影响以及氯离子浓度对焊接样品抗腐蚀能力的影响。结果表明,经过腐蚀电化学方法检测后,焊接样品的耐腐蚀性能较基材样品均发生明显降低,具体表现为氩弧焊焊接样品和CO2保护焊焊接样品在阳极极化曲线的开裂电位Eb,腐蚀电位Ecorr均较基材样品负,钝化区△E较基材样品变窄。交流阻抗谱测试得出氩弧焊焊接样品与CO2保护焊焊接样品的电荷转移电阻Rct均较基材样品小。同时,通过不同实验分析均表明,在NaCl溶液和FeCl3溶液中,氩弧焊焊接样品的耐蚀性能较CO2保护焊焊接样品好。实验结果还表明,随着氯离子浓度的升高,两种焊接样品的耐蚀性能均降低。     

316L不锈钢焊缝腐蚀行为的电化学研究

 316L不锈钢以其优良的耐腐蚀性能、加工性能和高抗氧化性能而被广泛应用于核电、石油、化工等领域.316L不锈钢的应用大多需要焊接成型,但焊接过程中化学成分,组织形态和相关性能的改变,使316L不锈钢的耐蚀性能降低,在焊缝接头处以及焊缝部位优先发生腐蚀,严重影响了不锈钢的使用寿命和安全性.本文采用交流阻抗法和阳极极化常规电化学方法,结合课题组自主研发的扫描微电极技术研究316L不锈钢焊缝区的腐蚀行为,探讨钨极氩弧焊和CO₂保护焊两种不同焊接方法对316L不锈钢抗腐蚀能力的影响以及氯离子浓度对焊接样品抗腐蚀能力的影响.结果表明,经过腐蚀电化学方法检测后,焊接样品的耐腐蚀性能较基材样品均发生明显降低,具体表现为氩弧焊焊接样品和CO₂保护焊焊接样品在阳极极化曲线的开裂电位E_b,腐蚀电位E_corr均较基材样品负,钝化区ΔE较基材样品变窄.交流阻抗谱测试得出氩弧焊焊接样品与CO₂保护焊焊接样品的电荷转移电阻R_ct均较基材样品小.同时,通过不同实验分析均表明,在NaCl溶液和FeCl₃溶液中,氩弧焊焊接样品的耐蚀性能较CO₂保护焊焊接样品好.实验结果还表明,随着氯离子浓度的升高,两种焊接样品的耐蚀性能均降低.     

316L不锈钢应力腐蚀研究进展

316L不锈钢具备良好的力学性能、焊接性能、耐蚀性能,被广泛应用于化工管道、船舶及核电等领域。因其应用环境复杂,316L不锈钢在特定介质环境和拉应力的协同作用下,易发生应力腐蚀开裂,导致严重事故。概述了316L不锈钢应力腐蚀裂纹萌生及扩展的规律,总结了其应力腐蚀的阳极溶解和氢致开裂两种微观主导机制的特点。在此基础上,针对介质环境、材料、表面应力状态3个影响因素,综述了近年来通过调节介质环境的pH、溶液浓度、引入压应力、优化微观结构及涂层工艺等方面,改善316L不锈钢应力腐蚀性能的研究进展。最后,基于316L不锈钢面临的应力腐蚀问题,从应力腐蚀机制和防护措施两方面展望了316L不锈钢应力腐蚀的研究热点和方向。     

受应变SUS316L焊缝在高温液态钠中的腐蚀行为

在600℃的热对流钠中进行了1000小时手工焊316L焊缝的两点弯曲试验。SEM,EDAX,AES和金相分析表明,钠蚀后焊缝表面膜主要由铬的碳化物、NaCrO_2组成,局部脱落形成钠蚀坑,钠蚀形态为点蚀和δ铁素体优先溶解,平均钠蚀深度为7.3μm。点蚀主要是由于焊缝氧含量高、含有硅酸盐夹杂物造成的,焊缝δ铁索体中富铬及高温长期运行发生δ→σ相变则是δ铁素体优先溶解的主要原因。应变加速了焊缝中δ→σ相变,促进了δ铁素体的优先溶解。     

304和316L不锈钢的高温电化学腐蚀行为

通过模拟压水堆一回路水环境,研究了溶液温度和溶氧量(DO)对304和316L不锈钢高温电化学腐蚀行为的影响.结果表明:随着溶液温度升高,在304和316L不锈钢表面所形成的氧化膜的保护性能降低;随着DO升高,304和316L不锈钢的自腐蚀电位升高,自腐蚀电流密度降低,钝化区缩小;304和316L不锈钢表面形成了双层氧化膜,外层氧化膜颗粒尺寸和颗粒间隙随着温度的升高而增大,随着DO增加而减小;在所用实验条件下,316L不锈钢表现出比304更优异的抗腐蚀性能.     

压水堆一回路主管道316 L不锈钢的电化学腐蚀行为

通过中心复合设计试验法设计试验,结合动电位极化曲线和电化学阻抗谱的测量以及氧化膜形貌观察和成分测量,研究了温度(30~350℃)、Cl-质量浓度(10~1000μg·L-1)和溶解氧质量浓度(0~200μg·L-1)3种因素对压水堆一回路主管道316L不锈钢电化学腐蚀性能的影响.结果表明:温度是影响316L不锈钢电化学腐蚀性能最显著的因素,温度越高,腐蚀电流密度越大,点蚀电位越低;Cl-浓度和溶解氧浓度对316L不锈钢电化学腐蚀性能的影响与温度密切相关,温度较低时(T<150℃),Cl-浓度和溶解氧浓度均对316L腐蚀电流密度几乎无影响,但点蚀电位却随Cl-浓度增加和溶解氧浓度的降低而降低;温度较高时,分别为T>130℃和T>150℃,Cl-浓度和溶解氧浓度均对316L点蚀电位几乎无影响,但腐蚀电流密度却随Cl-和溶解氧的浓度增加而显著增加,腐蚀加剧.电化学阻抗谱的测量和氧化膜形貌的观察也进一步验证了上述试验结果.     

两次动电位极化中316L不锈钢孔蚀参数的变化

以0.01 mol/L NaCl溶液中的316 L不锈钢为研究对象,采用慢速动电位扫描法研究了第一次极化只发生亚稳态孔蚀、同时发生亚稳态和稳态孔蚀两种条件对再次极化时小孔形核与生长的影响。结果表明,两种极化条件对不锈钢再次极化时的孔蚀行为的影响并不明显;两种极化条件下的第一次极化均导致材料表面活性点显著减少,从而再次极化后亚稳孔形核数目明显减少,同时亚稳态孔蚀电位和稳定孔蚀电位都有所升高;两种极化条件下的第二次极化过程中产生的亚稳态小孔的峰值电流和平均生长速度与初次极化相比有所增大,其原因主要是第二次极化的电位范围更高。     

不锈钢在酸性介质中电化学腐蚀行为的研究

用恒电位动态法对不锈钢在不同酸度硫酸水溶液中进行阳极极化曲线测定,获得在一定酸度范围内不锈钢的 钝化参数,为深入研究不绣钢的腐蚀和电化学防腐提供信息．     

304 L不锈钢焊缝在混凝土模拟孔隙液中的点蚀行为

采用动电位极化曲线、电化学阻抗谱、Mott-Schottky曲线等电化学方法研究了以308 L为焊丝的304 L不锈钢焊接接头在不同氯离子含量的混凝土模拟孔隙液中腐蚀行为和电化学规律。随Cl-增加,304 L不锈钢焊接接头的三个区域(母材、焊缝和热影响区)在混凝土模拟孔隙液中的自腐蚀电位、点蚀电位及电荷转移电阻降低,钝化膜中载流子密度和焊接接头的点蚀坑数量增加。在同浓度的腐蚀溶液中,308 L的焊缝区域耐蚀性最佳,热影响区次之,304 L基体表现出低的电荷转移电阻和高的掺杂浓度使得母材的耐蚀性最差。     

不锈钢焊缝在硫酸中的腐蚀

本文研究了在２０％Ｈ２ＳＯ４溶液中奥氐体不锈钢焊接接头的腐蚀行为。结果指 出．焊接材料的热影响区对腐蚀较为敏感，其腐蚀形态多呈晶间腐蚀．原因在于，受 焊接的热影响，晶界沉淀析出碳化物，导致晶界处发生选择性腐蚀。同时，还模拟了 晶界贫铬区，进行了一系列电化学试验，探讨了贫铬区的再活化溶解行为。     

316Ti焊接接头在静态钠液中腐蚀的表面膜

奥氏体不锈钢ＳＵＳ３１６Ｔｉ的手工焊接接头（焊条Ａ１０２）承受８０％的屈服拉应力,在氧浓度为１．０＊１０＾－４,温度为５５０℃的液态钠中腐蚀１５００ｈ,对试样进行ＳＥＭ和Ａｕｇｅｒ俄歇能谱分析以及Ａｒ＾＋的溅射。     

高效渣系不锈钢焊条焊缝渗硅问题的研究

应用扫描电镜，能谱分析等手段对钛型高效渣系不锈铜焊条焊缝的渗硅问题的冶金因素进行了分析。着重研究了焊缝中硅酸盐夹杂物的形态，数量及分布特征对焊缝含硅量的影响。通过药皮渣系的优化调整试验，得到操作性能优良，冶金性能良好的最佳配比。     

渗钛合金层对316L不锈钢晶间腐蚀性能的影响

采用等离子表面合金化技术在316L不锈钢表面进行渗钛处理,对渗层的结构及其晶间腐蚀性能进行了分析,结果表明,在温度为1000℃、保温时间为3.5h的渗钛条件下形成了表面改性合金层。在不锈钢10%草酸浸蚀试验中,316L不锈钢基体呈现七类凹坑组织Ⅱ晶间腐蚀;而渗钛合金层几乎没有发生晶间腐蚀,显著提高了316L不锈钢的耐晶间腐蚀性能。     

氮等离子体浸没注入处理316不锈钢的抗点蚀性能研究

利用等离子体浸没技术进行低剂量注氮,对AISI 316不锈钢材料进行了表面改性研究.电化学测试实验显示N2+离子的注入能够显著改善316不锈钢的抗点蚀性能.基于X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射分析(XRD)、二次离子质谱(SIMS)等技术表征结果,系统分析了N2+离子注入导致了316不锈钢抗点蚀性能提高的可能原因.     

铁素体不锈钢在盐酸溶液中的腐蚀过程

利用电化学工作站,结合微观腐蚀形貌分析,研究了铁素体不锈钢在盐酸溶液中的腐蚀过程.结果表明:铁素体不锈钢在盐酸溶液中的腐蚀过程分为3个阶段:表面钝化膜的穿透、腐蚀产物膜的增厚以及阴阳极反应平衡.不锈钢在表面钝化膜的穿透和腐蚀产物膜的增厚阶段仅发生均匀腐蚀,而在反应平衡阶段不锈钢表面出现大量的晶间腐蚀和少量的点蚀.当盐酸质量分数大于10%时,铁素体不锈钢在盐酸溶液中的极化曲线钝化区完全消失,其腐蚀过程主要受阳极控制.随着盐酸质量分数的增大,溶液电阻Rs和电极反应的电荷转移电阻Rt均逐渐减小,同时腐蚀电极表面双电层结构中的充放电能力不发生改变.     

不锈钢缝隙腐蚀诱发过程的快速研究

本文通过对带缝试样施加小幅值恒定阳极极化电流的方法,人为地突出了缝隙微区的影响和作用,为寻求一种既能缩短缝隙腐蚀研究周期,又能较少地干拢腐蚀体系自身反应的实验技术进行了初步的尝试。实验结果表明,不锈钢钝化膜表面的性质与缝内溶液的状态是影响缝隙腐蚀诱发过程的两个重要因素。     

不同生物炭进入土壤后对304不锈钢腐蚀的影响

生物炭在土壤应用过程,不可避免地会对与土壤之间接触的机械设备部分产生腐蚀作用。为探究生物炭应用于农业生产中对机械设备以及金属工具损耗的影响,采用分别在700、400和100℃温度下裂解制备的小麦秸秆生物炭(WB)、水稻秸秆生物炭(RB)和松木生物炭(PB)的生物炭对304不锈钢板材进行腐蚀处理,并测量其极化曲线和电化学阻抗谱和腐蚀表现。结果表明:与空白组(CK)对比,相较于304不锈钢的腐蚀速率,在施入WB的土壤中,腐蚀速率会随着WB裂解温度的增大而增大;而加入RB的土壤会加剧不锈钢的腐蚀,其中在加入400℃RB的土壤中腐蚀速率达到最大;这是因为WB和RB的加入会提升土壤中的Cl~-含量至足以达到点蚀效应的程度加速了不锈钢板材的腐蚀。与此同时,发现100℃制备的PB生物炭可以抑制不锈钢的腐蚀。总而言之,不同生物质和制备温度的生物炭在土壤实际应用中表现出不同的腐蚀和抗腐蚀特性,因此深入研究这些方面将为其农业应用具有深远影响。     

不锈钢水下激光焊接焊缝成形与力学性能

摘要： 采用水下局部干法激光焊接技术对1 mm厚SUS304不锈钢进行了焊接试验,重点分析了水深及保护气体流量对焊缝成形与力学性能的影响.实验结果表明：通过适当的水深与保护气体流量匹配,可以获得成形良好、剪切拉伸强度与母材相当的焊缝.在水深一定时,随着气体流量的增加,焊缝熔宽变宽,熔深变浅,深宽比减小.在气体流量一定时,随着水深的增加,焊缝熔深和熔宽也表现出类似的变化规律.与普通激光焊接相比,水下激光焊接改变了焊缝的散热方向以及散热速度,因此同一焊接工艺参数下,水下激光焊接的熔深变浅,熔宽变宽.
关键词： 水下焊接; 激光焊; 奥氏体不锈钢; 焊缝成形; 力学性能
中图分类号： TG 456.7文献标志码： A