金属学报  2012, Vol. 48 Issue (7): 807-814    DOI: 10.3724/SP.J.1037.2012.00005

论文 本期目录 | 过刊浏览 |

304不锈钢在3.5\%NaCl溶液中的点蚀动力学及机理

杜楠, 田文明, 赵晴, 陈四兵

南昌航空大学轻合金加工科学与技术国防重点学科实验室, 南昌 330063

PITTING CORROSION DYNAMICS AND MECHANISMS OF 304 STAINLESS STEEL IN 3.5%NaCl SOLUTION

DU Nan, TIAN Wenming, ZHAO Qing, CHEN Sibing

National Defence Key Discipline Laboratory of Light Alloy Processing Science and Technology Institute, Nanchang Hangkong University, Nanchang 330063

杜楠 田文明 赵晴 陈四兵. 304不锈钢在3.5\%NaCl溶液中的点蚀动力学及机理[J]. 金属学报, 2012, 48(7): 807-814.
, , , . PITTING CORROSION DYNAMICS AND MECHANISMS OF 304 STAINLESS STEEL IN 3.5%NaCl SOLUTION[J]. Acta Metall Sin, 2012, 48(7): 807-814.

摘要 参考文献 相关文章 Metrics 全文: PDF(2593 KB)   摘要: 利用激光电子散斑干涉(ESPI)、电化学噪声(EN)及三维视频显微技术研究304不锈钢在3.5%NaCl溶液中点蚀早期单个蚀孔的发展动力学及其机理. 结果表明在0.05 V恒电位极化下, 点蚀过程可分为4个阶段: 首先, 电流噪声在740 s时发生剧烈波动, 钝化膜开始破裂, 点蚀孕育期为740 s; 其次, ESPI图像在750 s时产生可见光斑, 稳态蚀孔萌生期为10 s; 再次, 750-780 s时, 蚀孔的发展速率不断增加, 表明点蚀处于活性溶解期; 最后, 蚀孔生长速率迅速下降, 发生钝化, 而在793 s后, 由于出现次生蚀孔, 生长速率再次上升. 使用三维视频显微镜观察蚀孔形貌并测量蚀坑体积的变化, 印证了由腐蚀产物浓度分析法得到的单个蚀孔的生长速率, 并在蚀坑底部观察到了次生蚀孔. 关键词 ： 304不锈钢,  电化学噪声,  ESPI,  点蚀速率     Abstract：Pitting rate of a single pit and pitting mechanisms of the 304 stainless steel in 3.5%NaCl solution were investigated by utilizing electronic speckle pattern interferometer (ESPI), electrochemical noise (EN) and three-dimensional video microscope. The results show that under 0.05 V polarization, the pitting corrosion process can be divided into four stages: drastic fluctuations of the current noise occured at 740 s, which means the passivation film was breaking, thus it can be concluded that the span of pitting incubation period is 740 s; a speckle occurred on the ESPI image at 750 s, thus the span of initiation period of the steady pitting is about 10 s; the growth rate of the pit increased during 750-780 s, which indicates that the pit corrosion is in active dissolution period; since then, the growth rate of the pit declined rapidly which means the pit was repassivated. After\linebreak 793 s, the growth rate of the pit raised again as secondary pits emerged. The pit image was observed and its volume was measured by three-dimensional video microscope, and the results were in agreement with those which were obtained by corrosion product concentration analysis. Some secondary pits were found in the bottom of the pit in three-dimensional reconstruction images. Key words： 304 stainless steel    electrochemical noise    ESPI    pitting rate 收稿日期: 2012-01-04      基金资助: 国家自然科学基金资助项目51071083 作者简介: 杜楠, 男, 1956年生, 教授 服务 把本文推荐给朋友 加入引用管理器 E-mail Alert RSS 作者相关文章 杜楠 田文明 赵晴 陈四兵 44.8K 链接本文: https://www.ams.org.cn/CN/10.3724/SP.J.1037.2012.00005      或      https://www.ams.org.cn/CN/Y2012/V48/I7/807 [1] Liao J X, Jiang Y M,WuWW, Zhong C, Li J. Acta Metall Sin, 2006; 42: 1187 (廖家兴, 蒋益明, 吴玮巍, 钟澄, 李劲. 金属学报, 2006; 42: 1187) [2] Han D, Jiang Y M, Deng B, Zhang L H, Zhang W, Li J. Acta Metall Sin, 2009; 45: 919 (韩冬, 蒋益明, 邓博, 张丽华, 张伟, 李 劲. 金属学报, 2009; 45: 919) [3] Dong C F, Luo H, Xiao K, Sun T, LiuQ, Li XG. J Wuhan Univ Technol–Mater Sci, 2011; 26: 641 [4] Li H B, Jiang Z H, Yang Y, Cao Y, Zhang Z R. J Metall Mater, 2009; 16: 517 [5] Li G M, Guo X P, Zheng J S. J Iron Steel Res, 2004; 11(4): 47 [6] Hu L H, Du N, Wang M F, Zhao Q. J Chin Soc Corros Prot, 2007; 27: 233 (胡丽华, 杜楠, 王梅丰, 赵晴. 中国腐蚀与防护学报, 2007; 27: 233) [7] Hong J F, Tan H, Chen L D, Li J, Li L, Jiang Y M. Acta Metall Sin, 2011; 47: 1445 (洪巨峰, 谭华, 陈林豆, 李 劲, 李莉, 蒋益明. 金属学报, 2011; 47: 1445) [8] Tan Y J, Balley S, Kinsella B. Corros Sci, 1996; 38: 1681 [9] Smulko J, Darouicki K. J Electroanal Chem, 2003; 545: 59 [10] Wang M F, Du N, Li X G, Zhao Q, Liu G. Corros Prot, 2009; 30(1): 29 (王梅丰, 杜楠, 李晓刚, 赵 晴, 刘 刚. 腐蚀与防护, 2009; 30(1): 29) [11] Wang M F, Li X G, Du N, Huang Y Z, Korsunsky A. Electrochem Commun, 2008; 10: 1000 [12] Pan Y, Zhang S P, Zhou J L, Li X G, Xiao Y D. Equip Environ Eng, 2010; 7(4): 67 (潘莹, 张三平, 周建龙, 李晓刚, 萧以德. 装备环境工程, 2010; 7(4): 67) [13] Lian C H, Gao Y. Chem Eng Mach, 1995; 22(2): 87 (梁成浩, 高扬. 化工机械, 1995; 22(2): 87) [14] Ye T, Gao C Z. Mater Prot, 2007; 40(11): 78 (叶涛, 高灿柱. 材料保护, 2007; 40(11): 78) [15] Liu G. Master Dissertation, Nanchang Hangkong Univ, 2008 (刘刚. 南昌航空大学硕士学位论文, 2008) [16] Pujar M G, Anita T, Shaikh H, Dayul R K, Khatak H S. J Mater Eng Perform, 2007; 16: 494 [17] Jong J K. Met Mater Int, 2011; 17: 777 [18] Du N, Huang L, Xu S, Wang L Q. Failure Anal Prev, 2009; 4: 71 (杜楠, 黄乐, 徐 珊, 王力强. 失效分析与预防, 2009; 4: 71) [19] Du N, Liu G, Zhao Q. Mater Sci, 2008; 2: 326 [20] Jong J K. Met Mater Int, 2009; 15: 279 [21] Girija S, Kamachi U, Mudali B R. Appl Electrochem, 2011; 41: 973 [22] Yu Q B, Sun Y. Hot Work Technol, 2010; 39(2): 1 (于庆波, 孙莹. 材料热处理技术, 2010; 39(2): 1) [23] Chen Y F, Rairdan R, Luo J L. Appl Electrochem, 1998; 28: 1371 [24] Zhang J Q, Zhang Z. J Chin Soc Corros Prot, 2002; 22: 241 (张鉴清, 张昭. 中国腐蚀与防护学报, 2002; 22: 241) [25] Zhang Z, Zhang J Q. Chin J Nonferrous Met, 2001; 11: 284 (张昭, 张鉴清. 中国有色金属学报, 2001; 11: 284) [26] Li L, Li X G, Dong C f, Cheng Y F. Corros Eng Sci Tech, 2011; 46: 340 [27] Sun D M, Jiang Y M, Tang Y, Xiang Q W, Zhong C, Liao J X, Li J. Electrochim Acta, 2009; 54: 1558 [28] Frankel G S. J Electrochem Soc, 1998; 145: 2186 [1] 夏大海, 计元元, 毛英畅, 邓成满, 祝钰, 胡文彬. 2024铝合金在模拟动态海水/大气界面环境中的局部腐蚀机制[J]. 金属学报, 2023, 59(2): 297-308. [2] 刘海霞, 陈金豪, 陈杰, 刘光磊. NaCl溶液腐蚀后304不锈钢的射流空蚀特征[J]. 金属学报, 2020, 56(10): 1377-1385. [3] 马荣耀,王长罡,穆鑫,魏欣,赵林,董俊华,柯伟. 静水压力对超纯Fe腐蚀行为的影响[J]. 金属学报, 2019, 55(7): 859-874. [4] 张清东,李硕,张勃洋,谢璐,李瑞. 金属轧制复合过程微观变形行为的分子动力学建模及研究[J]. 金属学报, 2019, 55(7): 919-927. [5] 余军, 张德平, 潘若生, 董泽华. 井下含硫环空液中P110油管钢应力腐蚀开裂的电化学噪声特征[J]. 金属学报, 2018, 54(10): 1399-1407. [6] 马广财, 付华萌, 王峥, 徐庆亮, 张海峰. 304不锈钢毛细管/Zr53.5Cu26.5Ni5Al12Ag3块体非晶合金复合材料的制备与性能研究[J]. 金属学报, 2014, 50(9): 1087-1094. [7] 朱传琳,张俊宝,程从前,赵杰. 变形温度对冷喷涂304不锈钢涂层材料高温变形行为的影响[J]. 金属学报, 2013, 49(10): 1275-1280. [8] 方晓英 刘志勇 Tikhonova M Belyakov A Kaibyshev R Rohrer G S 王卫国. 多向锻造和单向轧制304不锈钢高温退火后的晶界特征分布[J]. 金属学报, 2012, 48(8): 895-906. [9] 胡长亮 夏爽 李慧 刘廷光 周邦新 陈文觉. 晶界网络特征对304不锈钢晶间应力腐蚀开裂的影响[J]. 金属学报, 2011, 47(7): 939-945. [10] 程晓娟 王弘 康国政 董亚伟 刘宇杰. 304不锈钢棘轮变形过程中应变诱发马氏体相变行为研究[J]. 金属学报, 2009, 45(7): 830-834. [11] 梁高飞; 朱丽业; 王成全; P.Nolli; 吴建春; 于艳 ; 方园 . AISI304不锈钢中δ→γ相变的原位观察[J]. 金属学报, 2007, 43(2): 119-124 . [12] 阚前华; 康国政; 张娟; 刘宇杰 . SS304不锈钢高温非比例多轴加载下时相关循环变形行为的实验研究[J]. 金属学报, 2005, 41(9): 963-968 . [13] 康国政; 孙亚芳; 张娟; 阚前华 . SS304不锈钢在室温单轴循环加载下的时相关棘轮行为[J]. 金属学报, 2005, 41(3): 277-281 . [14] 杨显杰; 高庆; 蔡力勋; 刘宇杰 . 304不锈钢在室温下非比例应力和应变循环变形行为实验研究[J]. 金属学报, 2004, 40(9): 935-942 . [15] 张洪旺; 刘刚; 黑祖昆; 吕坚; 卢柯 . 表面机械研磨诱导AISI 304不锈钢表层纳米化 I. 组织与性能[J]. 金属学报, 2003, 39(4): 342-346 . Viewed Full text Abstract Cited   Shared      Discussed