专利名称：一种评价不锈钢耐点蚀性能的电化学方法
技术领域：
本发明属不锈钢点蚀评价技术领域，涉及一种控制和评价不锈钢点蚀发生和发展
的方法。具体涉及一种评价不锈钢耐点蚀性能的电化学方法。
背景技术：
点蚀是易钝化金属或合金中最常见的腐蚀形式之一。现有技术公开了不锈钢在 许多介质中都表现出良好的抗腐蚀性能，然而在某些侵蚀性的溶液中，如含有氯离子的溶 液，常发生危害性的局部金属阳极溶解形成的小蚀孔——点蚀。这类腐蚀具有隐蔽性极 强、破坏性极大的特征。因而，其发生机理一直以来是该类材料的研究重点之一。目前，常 规的评价不锈钢耐点蚀性能的方法为电化学方法，所述的电化学方法主要分为两种恒电 位临界点蚀温度(CPT)法([l]R. Qvarfort， Corros. Sci. 29 (1989)987， [2]Standard Test Method for ElectrochemicalCritical Pitting Temperature Testing of Stainless Steels,Designation :G 150-99.)和动电位扫描点蚀电位(Eb)法([3]A. Broli，H. Holtan， Corros. Sci. 17 (1) (1977) ， 59_69. [4]G. K. Glass, N. R. B體feld， Corros. Sci. 39(5) (1997) 1001-1013.)。所述的两种方法是在某种介质中获取其发生稳态点蚀的临界温度值 或临界电位值，而实践证实，稳态点蚀蚀坑形貌多数在IOO微米以上，无法提供点蚀萌生、 由萌生向发展转变过渡期及发展过程的信息，而且在完成电位扫描或温度扫描后，所产生 的点蚀数目有限，不能提供准确评价点蚀发生相关信息。 因此，研究一种能够有效控制点蚀的发生和发展的方法以更加准确、便捷地确定 不锈钢点蚀发生位置及相关信息，是目前本领域研究人员较为关注的一个具有实际应用价 值和研究意义的课题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种控制和评价不锈钢点蚀发生和 发展的方法。具体涉及一种评价不锈钢耐点蚀性能的电化学方法。尤其涉及一种脉冲控制 点蚀发生和发展的电化学方法。 本发明的目的通过下述技术方案实现采用循环脉冲技术，通过选择合适的温度 和介质，控制脉冲的波形和脉冲次数，有效控制点蚀在不锈钢表面产生的数量和尺寸，实现 对点蚀在不锈钢中发生发展位置、数量、蚀坑大小及形貌等方面的评价。 本发明中，在一定的温度下，在不锈钢工作电极上施加一矩形脉冲，控制脉冲幅 度、宽度、周期和次数，能够将点蚀的发生和发展控制在一定范围内，根据所需目的，能够分 别或者同时创造以下条件1、为样品表面能够优先产生点蚀的位置提供点蚀萌生条件；2、 为亚稳态点蚀转变为稳态点蚀提供条件；3、为点蚀发展提供条件。
本发明中，所述的合适的温度为60°C 80°C。
本发明方法包括下述步骤 (1)采用介质溶液，实验前及实验过程中持续通氮除氧；
(2)采用标准的三电极体系进行电化学测试， 其中，辅助电极采用石墨电极，参比电极体系由饱和甘汞电极(SCE)和盐桥组成， 不锈钢样品作为工作电极； (3)选择合适的刻蚀溶液和电位/电流及时间对样品进行刻蚀； (4)用光学显微镜或扫描电子显微镜观察样品的组织及点蚀的形貌、发生位置，并
统计所产生点蚀的数目和大小分布。 所述步骤1)的介质优选0. 1 5. 0mol/L的NaCl溶液，所述的通氮速率优选为 4-6lVmin。 所述步骤2)的三电极体系进行电化学测试中，设置矩形脉冲幅度在0 不锈钢破 裂电位之间，宽度在0. 1 10秒之间，周期在1 1000秒之间，脉冲次数在1 2000次之 间。 所述步骤4)的光学显微镜或扫描电子显微镜放大倍数不低于400倍。
本发明方法能够在有效控制的前提条件下，简单、快捷且准确地评价不锈钢耐点 蚀性能。通过该方法能够定性定量地获得大量点蚀的相关信息，为研究不锈钢的耐腐蚀性 能提供重要的依据，具有重要的研究和应用价值。
图1是本发明施加矩形脉冲示意图。 图2是本发明矩形脉冲控制点蚀电流密度_时间图。 图3是本发明单个脉冲电流密度_时间图。 图4是本发明2205双相不锈钢蚀坑形貌。 图5是本发明2205双相不锈钢单个蚀坑形貌。 图6是本发明304奥氏体不锈钢蚀坑形貌。
具体实施例方式
通过下述实施例将有助于理解本发明，但本发明不限于下述实施例。
实施例1评价2205双相不锈钢耐点蚀性能 采用2205双相不锈钢(110(TC固溶处理2h)经环氧树脂封装，打磨后留出 8mmX8mm的表面进行实验。具体条件是介质为lmol/LNaCl溶液，保持温度为80°C 。施加 的矩形脉冲幅度为500mV，宽度为2s，周期为12s，脉冲次数为30次(见附图1 3)。结果 显示如图4 5所示。样品表面产生的点蚀坑均分布在铁素体相，共35±3个。
实施例2评价304奥氏体不锈钢耐点蚀性能 对304奥氏体不锈钢(IIO(TC固溶处理2h)经环氧树脂封装，打磨后留出 8mmX8mm的表面进行实验。具体条件是介质为lmol/LNaCl溶液，保持温度为60°C 。施加 的矩形脉冲幅度为500mV，宽度为ls，周期为lls，脉冲次数为50次。结果显示如附图6所 示。样品表面产生的蚀坑均分布在晶粒内。
权利要求
一种评价不锈钢耐点蚀性能的电化学方法，其特征在于，采用循环脉冲技术，通过选择合适的温度和介质，控制脉冲的波形和脉冲次数，控制点蚀在不锈钢表面产生的数量和尺寸，实现对点蚀在不锈钢中发生发展位置、数量、蚀坑大小及形貌评价。
2. 按权利要求1所述的评价不锈钢耐点蚀性能的电化学方法，其特征在于，所述的合 适的温度为60°C 8(TC，所述的脉冲波形为矩形脉冲。
3. 按权利要求1或2所述的评价不锈钢耐点蚀性能的电化学方法，其特征在于，该方法 包括下述步骤(1) 采用介质溶液，实验前及实验过程中持续通氮除氧；(2) 采用标准的三电极体系进行电化学测试，其中，辅助电极采用石墨电极，参比电极体系由饱和甘汞电极(SCE)和盐桥组成，不锈 钢样品作为工作电极；(3) 选择合适的刻蚀溶液和电位/电流及时间对样品进行刻蚀；(4) 用光学显微镜或扫描电子显微镜观察样品的组织及点蚀的形貌、发生位置，并统计 所产生点蚀的数目和大小分布。
4. 按权利要求2所述的评价不锈钢耐点蚀性能的电化学方法，其特征在于，所述步骤1) 的介质为0. 1 5. 0mol/L的NaCl溶液，所述的通氮速率为4-6L/min。
5. 按权利要求2所述的评价不锈钢耐点蚀性能的电化学方法，其特征在于，所述步骤2) 的三电极体系进行电化学测试中，设置矩形脉冲幅度在O 不锈钢破裂电位之间，宽度 在0. 1 10秒之间，周期在1 1000秒之间，脉冲次数在1 2000次之间。
6. 按权利要求2所述的评价不锈钢耐点蚀性能的电化学方法，其特征在于，所述步骤 4)的光学显微镜或扫描电子显微镜放大倍数不低于400倍。
全文摘要
本发明属不锈钢点蚀评价技术领域，涉及一种控制和评价不锈钢点蚀发生和发展的方法。具体涉及一种评价不锈钢耐点蚀性能的电化学方法。本发明方法采用循环脉冲技术，通过选择合适的温度和介质，控制脉冲的波形和脉冲次数，有效控制点蚀在不锈钢表面产生的数量和尺寸，从而实现对点蚀在不锈钢中发生发展位置、数量、蚀坑大小及形貌等方面的评价。通过该方法能够定性定量地获得大量点蚀的相关信息，为研究不锈钢的耐腐蚀性能提供重要的依据，具有重要的研究和应用价值。
文档编号G01N17/00GK101762449SQ20081020801
公开日2010年6月30日 申请日期2008年12月26日 优先权日2008年12月26日
发明者李劲, 蒋益明, 邓博, 项秋伟, 高娟 申请人:复旦大学