论文部分内容阅读
N4属于商业纯镍材料,机械性能良好,容易冷加工,在多数酸性和碱性条件下表现出良好的耐蚀性,因而常被用于航空结构材料。但是,就其在NaOH、NaCl溶液中腐蚀行为的报道并不多。因此,本文以研究热处理温度对N4的耐蚀性影响为目的,并探讨其在NaOH、NaCl两种腐蚀液中的腐蚀行为。使用扫面电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和PARSTAT 2273电化学工作站等技术,研究N4材料表面形貌和其在NaOH、NaCl溶液中的电化学性能。未经热处理的N4,在3.5%NaCl溶液中的自腐蚀电位和点腐蚀电位分别为-0.55V和0.254V,均高于经热处理后N4的。N4经200℃热处理,腐蚀反应电阻和双电层电阻达到最大,在300℃热处理后的腐蚀反应电阻和双电层电阻则次之,在400℃热处理后腐蚀反应电阻和双电层电阻均最小。在3.5%NaCl溶液中浸泡15天,未热处理时N4以孔蚀为主,随热处理温度升高,N4表面生成的腐蚀产物增多,腐蚀产物形貌由枝晶状向絮状转变,腐蚀形式由孔蚀逐渐转变为局部腐蚀。N4在NaCl溶液中,随着浸泡时间的延长,由于腐蚀产物在材料表面堆积,腐蚀速率逐渐降低。N4在1%、3.5%、5%NaCl溶液中的腐蚀电位是由高到低的,分别为-0.526 V、-0.640 V和-0.731 V。相应的在NaCl溶液中浸泡5天,N4腐蚀失重随着NaCl浓度的升高而增大。从腐蚀相貌看,Cl~-浓度越高,腐蚀孔越多,腐蚀孔尺寸越大,当Cl~-浓度达到5%时,金属界面遭浸蚀成深沟。在NaOH溶液中,由于钝化膜的存在,浸泡初期N4腐蚀较慢,随着浸泡时间的延长,钝化膜破裂,腐蚀速率加快,随着NaOH浓度升高,R_p值降低。N4在5%、10%、15%NaOH溶液中的钝化区均较宽,但是随着NaOH浓度升高,N4的点蚀电流密度逐渐增大,由10~-3.3153.315 A/cm~2增大到10~-2.9672.967 A/cm~2。N4的腐蚀速率也随着NaOH溶液浓度升高而增大,其腐蚀失重也随着碱溶液浓度的升高而增大。浸泡5天,由5%NaOH溶液中的失重约13 mg增至15%溶液中的约17 mg。N4在NaOH溶液中发生典型的点腐蚀,OH~-浓度越高,N4表面腐蚀坑和腐蚀产物越多。与NaCl溶液中相比,N4在NaOH溶液中更容易发生表面钝化。相同浓度的Cl~-比OH~-更容易使N4腐蚀。在5%NaCl溶液中,N4的极化曲线中无明显钝化区,浸泡15天的试样表面腐蚀孔较多,局部有深孔和裂痕;而在5%NaOH溶液的极化过程中出现了明显的钝化区,其表面发生阳极氧化并形成氧化膜,浸泡15天的试样表面腐蚀不明显,仅少许杂质残留在试样表面。