304不锈钢在硝酸环境中的腐蚀电化学行为
发布人：上海艾荔艾合金股份有限公司www.shailiai.cn
更新时间：2016-02-17
根据对某硝酸厂在用设备及管道失效的调查，硝酸腐蚀是常见的失效形式之一，开展304不锈钢管在硝酸环境中不同质量浓度和不同温度条件下的耐蚀性研究有其特殊意义。
在工业生产中，304不锈钢广泛用于结构和存储材料，在硝酸介质中，因其表面能形成一层致密的钝化层，具有良好的耐蚀性。硝酸含量和温度增加以及强氧化物质共存对于304不锈钢的耐蚀性影响较大，即使钢没有经过敏化，也会发生过钝化腐蚀现象，腐蚀电位会向更高方向移动，并越过钝化区，不锈钢会发生晶间腐蚀。
电化学方法相对于传统的质量法具有快速、直观的优点，通过极化曲线，可以得到材料的腐蚀电位、腐蚀电流密度等参数，腐蚀电流密度越小、材料的耐蚀性越好。电化学阻抗谱是一种频域测量手段，能得到丰富的动力学信息和电极界面结构信息。根据对某硝酸厂在用设备及管道失效的调查，硝酸腐蚀是常见的失效形式之一，开展304不锈钢管在硝酸环境中不同质量浓度和不同温度条件下的耐蚀性研究有其特殊意义。
试验材料选择某公司的304不锈钢，其化学成分（质量分数/%)为：C0.06，Si0.39，Mn1.72，Cr18.48，Ni8.75，Mo0.20，P0.013，N0.065。电化学试验采用华中科技大学研制的CS300型电化学测试系统，测量控制和数据分析采用corrtest软件，选用恒温水浴锅将温度分别控制在40、60、80℃。试验采用三电极体系，铂电极为辅助电极，Ag/AgCl为参比电极（SSC），与工作电极一起放到专用四口烧瓶中。
极化曲线扫描速率为0.5mV/s，扫描范围为-100～300mV（相对于开路电位），曲线采用非线性三参数方法来计算阴阳极Tafel斜率以及腐蚀电流密度，极化电阻等参数。电化学阻抗谱的正弦激励信号幅值为10mV，扫描范围为100mHz～kHz，取50个点进行测量，在不锈钢的钝化电位下测量电化学阻抗谱。研究表明：
（1）随着温度的升高，304不锈钢在硝酸中的腐蚀电流密度呈增大趋势。温度低于60℃时，温度的影响不明显，温度高于60℃，腐蚀电流密度会显著增大。当硝酸质量浓度低于50%时，硝酸含量对304不锈钢在硝酸中的腐蚀影响不显著，当硝酸质量浓度为65%时，304不锈钢在硝酸中的腐蚀电流密度会显著增大。在温度高于60℃、硝酸质量浓度高于50%的情况下，温度和浓度的联合作用会显著促进钝化膜的溶解，加速304不锈钢在硝酸中的腐蚀。
（2）在钝化电位下，304不锈钢在硝酸中的阻抗呈现容抗特征，极化阻值达到104Ω·cm2，形成的钝化膜致密完整，随着温度的升高，极化阻值和相位角都减小，局部腐蚀加剧。
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