316L不锈钢无铬钝化工艺研究

新材料领域资助项目（/!+. ""#.""!0） 电化学试验采用三电极体系，参比电极为饱和 甘汞电极（>43），辅助电极为铂电极。将试样全浸 于$"Z$,+W6H4N溶液中约%""F后，起始扫描电 位为比自然腐蚀电位[2"S?，以电位扫描速率 2"S?／SGA进行阳极极化，直到试样的阳极电流密 度达到+""!!""""-／JS2时终止试验。试验采用 由计算机控制的=>.!%#型电化学测试系统。 选择钝化工艺，对比无膜试样和成膜试样浸泡 在2+Z%W:@4N$\","+SDN／&54N溶液中2"M的 点蚀行为。 ! 结果与讨论 !," 硝酸钝化工艺研究 $,!,! 钝化温度对钝化膜电化学性能的影响 分别将$!%&不锈钢试样在2"Z、$"Z、0"Z和 +"Z的$+W569$溶液中钝化!M。成膜试样在 $"Z的$,+W6H4N溶液中的点蚀电位!(与钝化温 度"的关系曲线见图!。随着钝化温度的提高，试 样的点蚀电位明显提高，在0"Z达到最高值。 $,!,2 钝化时间对钝化膜电化学性能的影响 分别将$!%&不锈钢试样在0"Z的$+W569$ 溶液中钝化，钝化时间分别为!M、2M、!2M。成膜试 样在$"Z的$,+W6H4N溶液中的点蚀电位!(与钝 ·"2+· 第22卷第!2期 2""!年!2月 腐蚀与防护 49;;9>796]=;9)34)796 ?DN,22 6D,!2 @^J@S(@C2""! 图! 点蚀电位!"与钝化温度"的关系曲线 （#$%&’(#钝化液） 化时间#的关系曲线见图)。试样钝化!*即可使 点蚀电位提高约+,,-.。试样经过)*的钝化处理 后，便可以得到耐点蚀效果较好的钝化膜。 图) 点蚀电位!"与钝化时间#的关系曲线 （#$%&’(#钝化液） !"# 硝酸$%&钝化工艺研究 试验中选用的钝化液添加剂组分/"是一种淡 黄色颗粒的悬浮液。同传统的钝化液组分———含铬 化合物相比，/"有以下优点：对环境无污染，可回 收利用；不含重金属离子；钝化效果明显；价格便宜。 #0)0! 钝化温度对钝化膜电化学性能的影响 在!,,-1#$%&’(#溶液中加入$-1/"均匀 悬浮液记为#$%&’(#2!／),/"；在!,,-1#$% &’(#溶液中加入!,-1/"悬浮液记为#$%&’(# 2)／),/"；其余可类推。 分别将#!+3不锈钢试样在#,4、5,4、$,4和 +,4的#$%&’(#2!／),/"钝化液中钝化!*。成 膜试样在#,4的#0$%’671溶液中的点蚀电位!" 与钝化温度" 的关系曲线见图#。随着钝化温度 的升高，试样的点蚀电位明显增大，在$,4时点蚀 电位达到最高值。钝化温度达到+,4时，成膜试样 的点蚀电位略有下降的趋势。 #0)0) 钝化时间对钝化膜电化学性能的影响 分别将#!+3不锈钢试样在#,4的#$%&’(# 2!／),/"溶液中分别钝化!*、)*、!)*。试样在 #,4的#0$%’671溶液中的点蚀电位!"与钝化时 间#的关系曲线见图5。点蚀电位随着钝化时间的 延长而增高。试样经)*的钝化处理后，可以得到耐 点蚀效果较好的钝化膜。 图# 点蚀电位!"与钝化温度"的关系曲线 （#$%&’(#2!／),/"钝化液） 图5 点蚀电位!"与钝化时间#的关系曲线 （#$%&’(#2!／),/"钝化液） #0)0# /"浓度对钝化膜电化学性能的影响 分别在!,,-1#$%&’(# 溶液中加入$-1、 !,-1、!$-1和),-1的/"悬浮液作为化学钝化液。 将空白试样分别在以上不同浓度的钝化液中于 #,4钝化!*。成膜试样在#,4的#0$%’671溶液 中的点蚀电位!"与钝化液中/"悬浮液的量的关 系曲线见图$。#$%&’(#溶液加入$-1/"，成膜 试样的点蚀电位提高了约),,-.。随着钝化液中 /"的含量进一步增加，成膜试样的点蚀电位逐步 提高。当#$%&’(#溶液中 /"的含量达到!$-1 时，成膜试样的点蚀电位达到最高。当钝化液中 /"的含量达到),-1时，成膜试样的点蚀电位有下 降的趋势。其具体原因作者将作进一步研究。 !0! 检测钝化膜性能的浸泡试验 分别将#!+3不锈钢空白试样和成膜试样 （#,4#$%&’(#2!／),/"钝化液中钝化)*）经 8971#溶液浸泡试验后测定其失重，并在金相显微 镜下观察点蚀形貌。试验数据见表!。电化学试验 （下转第$#5页） ·!)$· 丁宝峰等：#!+3不锈钢无铬钝化工艺研究 !"!#$%&&’(!，)**+,)!-, ［.］ /011023&4，%521, !675$61 80696:107; <05= 16< %7>0$673%752103?2@5［A］,B@%27’7C:&5$D，)*-*（)）：.. !.E, ［F］ G:$22??22’,41%@5$6@=%30@21#$%>%7506769!6$$6&067 27C96:107;$%>0%<［A］,!6$$6&067#$%>%75067H!675$61， )**+（F）：..!.E, ［E］ I%77%55A4，!07J%A4,B7K&05%=D?6@=16$05%;%7%$25067 96$<25%$27C<2&5%<25%$C0&079%@5067［"］,41%@5$6C% !6$?!=2$C67B=06，)*LF, ［+］ 孔德明，郭志军,石油化工设备［A］,)*-*，)-（M）：, ［L］ G%6，!10996$C/=05%（4C）,N=%O27CI66J69!=16$25067 ［P］,(%21W$@=05%@5［A］,)*--（)）：M-!M*, ［).］ ［日］特公，平MXES)*-［#］, ［)F］ P:&&2110QG，%521,F*5=W77:21P%%507;’75%$72506721 /25%$!679%$%7@%［!］,)*--, ［)E］ V%7Y07Q272;2&%，%521,电气化学（日文）［A］，)*-M，ES （.）：M-S, ［)+］ Z[#F，,S-L，..L［#］, ［)L］ 郭 宇，等T海洋环境腐蚀与防护学术交流会［\］,烟 台：教育出版社，)**E,).F!).LT ［)-］ I288055O4，I2:32774",[%<%$2;%27C[%<2;%$ N$%253%75，-5=%C，A6=7 /01%D H [67&［!］,(%< Q6$J：)*+E, ［)*］ 周 军，金奇庭,电解法处理废水的研究进展［A］T水处 理技术，MSSS（+），).S!).F, ［MS］ \%1123670@2P，%521,W??1A41%@5$6@=%3［A］，)*-S （)S）：EML!E*., ［M)］ N%772J667!]，%521,W??1A,41%@5$6@=%3［A］，)**+ （M+）：)-!M*, ［MM］ G%6!10996$C/=05%4C,N=%O27CI66J69!=16$25067 ［P］,(%21:2507;5=%?2&&0>25%C&525%693%C0@21&52071%&& &5%%1.)L]［A］,A6:$72169Z70>%$&05D69[@0%7@%27C N%@=7616;DI%0Y07;，MSSS，L（M）：).E!).-, ［.］ 张 琳，吴荫顺，丁宝峰,医用.)L]不锈钢钝化工艺的 研究［A］,材料保护，MSSS，（E）：.E!.+, ［F］ 汪轩义,奥氏体不锈钢的失效行为及钝化膜研究［W］T 北京科技大学博士学位论文［!］T北京：)***,EL! ).-, ［E］ 张 琳，丁宝峰，吴荫顺,医用.)L]不锈钢钝化状态的 电化学评定方法研究［A］,腐蚀与防护，MSSS，M)（E）： MM+!MM*, ·F.E· 逯艳英等：海洋生物污损的防治