焊接残余应力影响316不锈钢腐蚀的局部电化学研究

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316不锈钢以其高耐热和耐蚀性的特点,广泛应用于石油化工、交通运输、建筑及国防安全等领域。作为不锈钢加工方式的一种,焊接是使316不锈钢接合的主要方法之一。316不锈钢在进行焊接后,会在不锈钢内部产生分布不均匀的残余应力,该残余应力会使不锈钢在电解质溶液中发生腐蚀,严重威胁人们的生命财产安全。因此,探究由焊接产生的残余应力与316不锈钢腐蚀性能之间的关系具有重要意义。本论文以氩弧焊作为焊接方法对316不锈钢进行焊接,使316不锈钢产生焊接残余应力,用盲孔法对不锈钢进行残余应力测试。将传统电化学测试方法和局部电化学测试方法相结合,分别研究了焊接残余应力对不锈钢腐蚀行为的影响,提供了一种预测焊接试样发生腐蚀的表征方法。本论文的主要工作如下:1、焊接残余应力的产生和测试(1)采用氩弧焊焊接方法对316不锈钢进行对接,使不锈钢产生焊接残余应力,线切割得到多种316不锈钢电极。(2)根据盲孔法原理,测量、计算出焊接316不锈钢上特定的三个区域的残余应力的大小,分析了每个区域残余应力产生的原因。2、焊接316不锈钢的传统电化学研究在不同浓度的NaCl溶液中,对316不锈钢热影响区和母材区进行了腐蚀电位-时间、动电位极化测试。探讨了Cl-离子浓度对316不锈钢腐蚀电化学性能的影响,其中包括开路电位和腐蚀电流、腐蚀电位,并比较了同种电解质浓度下热影响区和母材区316不锈钢电极的腐蚀行为。3、焊接316不锈钢腐蚀特征的微区、局部电化学研究(1))采用循环伏安方法对Pt探针的性能进行了检测。然后根据极限扩散电流平台区域对应的电位范围,确定了逼近曲线和面扫描测试时施加在探针上的电位。(2)基于极限扩散电流与Fe2+离子浓度成正比的关系,通过316不锈钢在0.5 M NaCl溶液中的SECM探针逼近曲线,计算得到了316不锈钢溶解产物Fe2+离子的浓度,结果表明316不锈钢具有很强的耐蚀性。(3)在NaCl溶液中,SECM以基底产生-探针收集为工作模式,获得了不同焊接残余应力区域上方的探针电流三维图像。在不同浓度的溶液中及不同极化电位下,分别研究了焊接残余应力对局部腐蚀的影响。(4)在含有氧化还原中介体Fe(CN)63-的NaCl溶液中,表征了焊接316不锈钢因残余应力分布不均导致的局部腐蚀的差异性。研究并分析了Cl-离子浓度和焊接残余应力对腐蚀敏感性的影响。
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