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稀土Y对09CrCuSb在NaCl溶液中腐蚀行为影响的研究

更新时间:2020-03-19 12:13点击次数:
研究材料为09CrCuSb低合金钢(ND钢),因其具有优异的耐硫酸露点腐蚀性能,在电力、石化、冶金等行业中得到广泛应用。根据课题组前期的研究进展,当加入0.15wt.%的稀土Y后,09CrCuSb在含硫环境中的各方面性能都有很大改善。但是在工程应用中,环境介质中不但含有SO42-,还含有Cl-。Cl-会通过破坏合金表面的钝化膜,和基体金属反应,形成点蚀,对合金会产生很大的危害。当稀土元素作为一种合金元素加入时,可以改善09CrCuSb的组织和电化学腐蚀能力,预计能够提高09CrCuSb的耐Cl-腐蚀的性能,这对于09CrCuSb的广泛应用具有深远意义。  本文主要通过腐蚀失重试验、动电位极化曲线、电化学交流阻抗谱、电化学噪声以及扫描电镜、X射线衍射等手段研究稀土Y对09CrCuSb合金钢在3.5wt.% NaCl溶液中腐蚀行为的影响。  首先配制了与燃气冷凝液相同成分的腐蚀液模拟其腐蚀环境,对比添加和不添加Cl-的情况,研究Cl-对两种合金钢的腐蚀性能影响规律。结果表明,在不含Cl-的腐蚀液中,两种合金主要表现为均匀腐蚀。而存在Cl-时,两种合金钢的表面出现点蚀特征。在两种不同成分的腐蚀液中,NDY的失重量和腐蚀速率均较普通ND钢低,说明NDY的耐腐蚀性能优异。在电化学测试中,由于Cl-的存在,无论是ND还是NDY,其自腐蚀电位和极化电阻均有所降低,阻抗弧半径也减小。说明Cl-使两种合金钢的耐腐蚀性能下降。  对两种合金钢在3.5wt.% NaCl溶液中进行失重试验分析和电化学测试,结果表明,稀土Y的加入使合金的腐蚀失重和腐蚀速率明显降低,腐蚀过后的表面形貌较平整,无明显点蚀。在电化学测试中,发现NDY合金的自腐蚀电流降低,钝化区变宽,反应电阻增大,阻抗弧半径增大,说明其耐腐蚀性能提高。  对两种合金钢在3.5wt.% NaCl溶液中进行了电化学噪声分析,时域分析结果表明两种合金钢发生点蚀主要有三个阶段,分别为亚稳态点蚀阶段、稳态点蚀阶段和保护性物质形成阶段。ND钢在第19h出现点蚀特征峰,而NDY在第40h出现点蚀特征峰。NDY各阶段的噪声电阻均高于ND钢。通过频域分析,两种合金的PSD曲线中白噪声水平W、截止频率Fz以及高频段斜率k对比结果均表明添加稀土后的09CrCuSb合金发生点蚀的倾向小,耐氯离子腐蚀性能优异。