高温浓硫酸溶液中904L腐蚀机理的研究

发布时间：2017-03-25 08:12

  本文关键词：高温浓硫酸溶液中904L腐蚀机理的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：904L作为一种高铬镍钼超级奥氏体不锈钢,其优异的耐蚀性能使得其常被应用于苛刻环境之中。本文选择904L为主要的研究对象,通过模拟浸泡实验和电化学相关实验研究了硫酸中氟离子含量、硫酸温度和浓度等因素对904L耐蚀性能的影响。并对904L进行耐蚀渗氮的探索。研究结论如下:(1)模拟浸泡实验和高温电化学测试表明:在高温浓硫酸中904L不锈钢耐蚀性最好,304不锈钢次之,2507不锈钢耐蚀性最差;工况条件下的高温浓硫酸中由于氟离子掺入导致三种不锈钢耐蚀性能均有所提高,其中2507不锈钢耐蚀性能变化最大,综合来看,904L具有更为稳定可靠的耐蚀性。氟离子对不锈钢在高温浓硫酸中的耐蚀性提高与镍元素有关,氟离子替代硫离子与镍结合形成更稳定的化合物从而导致不锈钢耐蚀性提高。(2)浓硫酸中较低浓度的F-促进腐蚀,较高浓度的F-可以抑制腐蚀;随着F-浓度的增加,电极表面由亚稳态点蚀发展为稳态点蚀,浓度增加到2%时,点蚀现象消失,此时由于电极表面产生了一层吸附层导致极化电阻增大,表现出两个时间常数。(3)随着温度的升高自腐蚀电流密度逐渐增大,钝化区间逐渐变窄,点蚀击穿电位逐渐降低,阻抗值逐渐减小;Nyquist图由单一的容抗弧特征变为由高频的容抗弧和低频的Warburg阻抗构成,最后出现了负阻抗,发生了活化转钝化现象;随着浓度的升高腐蚀速率呈现先减小后增大,最后又减小的规律,在60wt%的硫酸溶液中出现极小值,在80wt%硫酸溶液中出现极大值,在高浓度的硫酸溶液中904L更容易发生自钝化。(4)两种渗氮处理后904L渗氮层组织和耐蚀性能结果表明:两种渗氮处理后的试样表面硬度均得到了较大的提高,其中等离子氮化后试样表层硬度高于软氮化后试样表层的硬度。两种渗氮处理后的渗氮层由化合物层和扩散层两个部分构成;两种渗氮处理均使904L耐蚀性能有所下降,其中等离子渗氮的试样耐蚀性优于软氮化后的试样。
【关键词】：904L 高温浓硫酸 电化学 氟离子 腐蚀
【学位授予单位】：贵州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG172.63
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-9
• 1 绪论9-26
• 1.1 引言9
• 1.2 不锈钢的概述9-16
• 1.2.1 不锈钢的分类10-11
• 1.2.2 不锈钢的腐蚀类型11-14
• 1.2.3 超级奥氏体不锈钢的发展14-15
• 1.2.4 合金元素对不锈钢的作用15-16
• 1.3 硫酸的腐蚀性16-18
• 1.3.1 硫酸腐蚀的特点17-18
• 1.3.2 硫酸用不锈钢装置18
• 1.4 不锈钢在硫酸中的研究现状18-22
• 1.5 新型不锈钢的发展方向22-24
• 1.5.1 高硅不锈钢22
• 1.5.2 耐蚀渗氮22-24
• 1.6 本课题研究背景与内容24-26
• 1.6.1 课题研究背景24-25
• 1.6.2 课题研究内容25-26
• 2 实验材料及实验方法26-31
• 2.1 实验材料与仪器设备26-27
• 2.1.1 实验材料26
• 2.1.2 实验仪器设备26-27
• 2.2 实验方法27-31
• 2.2.1 高温浸泡实验27-28
• 2.2.2 电化学测试方法28-29
• 2.2.3 氮化工艺29-31
• 3 模拟工况环境下几种不锈钢耐蚀性能的研究31-43
• 3.1 三种不锈钢组织图31-32
• 3.2 模拟挂片实验32-37
• 3.2.1 三种不锈钢的腐蚀速率32-33
• 3.2.2 不锈钢表面腐蚀形貌和腐蚀产物33-37
• 3.3 高温电化学实验37-40
• 3.3.1 三种不锈钢的动电位极化曲线37-38
• 3.3.2 三种不锈钢的电化学阻抗谱38-40
• 3.4 讨论40-41
• 3.5 小结41-43
• 4 浓硫酸中氟离子掺入浓度对 904L耐蚀性能的影响43-53
• 4.1 904L在不同氟离子含量的浓硫酸中腐蚀倾向43-44
• 4.2 不同氟离子含量对 904L腐蚀速率的影响44-46
• 4.3 在不同氟离子含量 904L电极的表面状态46-49
• 4.4 不同氟离子含量对点蚀的影响49-50
• 4.5 904L在不同氟离子含量的浓硫酸中半导体特性50-51
• 4.6 小结51-53
• 5 硫酸温度和浓度对 904L耐蚀性影响的电化学测试53-64
• 5.1 硫酸温度对 904L耐蚀性的影响53-58
• 5.1.1 904L在不同温度的浓硫酸中的动电位极化曲线53-55
• 5.1.2 904L在不同温度的浓硫酸中的电化学阻抗谱55-58
• 5.2 硫酸浓度对 904L耐蚀性的影响58-62
• 5.2.1 904L在不同浓度硫酸中的动电位极化曲线58-60
• 5.2.2 904L在不同浓度硫酸中的电化学阻抗谱60-62
• 5.3 讨论62-63
• 5.4 小结63-64
• 6 不锈钢 904L表面耐蚀渗氮的探索64-72
• 6.1 不同氮化处理对 904L显微组织的影响64-65
• 6.2 实验结果与讨论65-71
• 6.2.1 不同氮化处理 904L渗氮层的厚度65-66
• 6.2.2 不同氮化处理后 904L氮元素的分布66-68
• 6.2.3 氮化处理后 904L的耐蚀性能68-71
• 6.3 本章小结71-72
• 7 结论72-73
• 参考文献73-77
• 致谢77-78
• 附录78-79

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