2014创新实验指导书

创新实验指导书——不锈钢的介质腐蚀行为评价

一 实验题目：不锈钢在_______ 介质中的腐蚀行为评价 二 实验目的：

1 测试腐蚀动力学曲线，对比分析三种0Cr18Ni9不锈钢在各种介质中的腐蚀倾向和耐蚀性能； 2 根据腐蚀形貌分析材料在介质中的腐蚀形式； 3 分析不锈钢在介质中的腐蚀产物。 三 实验设备及仪器：

1 电化学工作仪——用来测试材料在各种介质中的极化曲线 2电子恒温不锈钢水文锅（型号HHS-4S）：浸泡腐蚀实验 3 金相显微镜——金相组织形貌观察；腐蚀形貌观察 4 X射线衍射仪——腐蚀产物分析 四 试验参数：

1浸泡腐蚀时间：24h、48h、72h、96h、120h；腐蚀温度：25±1℃ 2电化学腐蚀参数

参比电极：饱和甘汞电极 辅助电极：铂电极

电位扫描速度：0.01V/s 溶液温度：25±1℃

五 实验材料：四种不同硼含量的1Cr17铁素体不锈钢，成分如下：

表1 冶炼试样化学成分

Sample number 0# 1# 2# C/% 0.051 0.049 0.054 S/% 0.003 0.003 0.005 Si/% 0.40 0.33 0.35 Mn/% P/% 1.18 1.15 1.21 0.016 0.016 0.016 Ni/% Cr/% 8.12 8.25 8.25 18.19 18.05 18.23 V/% 0.15 0.13 0.13 Al/% 0.0164 0.0162 0.0195 Nb/% 0.048 0.051 0.046 Co/% / 0.36 0.55

六 腐蚀介质：

表2 腐蚀介质

溶液 NaCl HCl H2SO4 HHS 介质浓度（质量百分数） 3.5% 1% 10% 3.2%HCl+3.8%HNO3 七 实验内容

1． 实验设计

制定实验方案，确定技术路线；查阅资料，根据材料的服役环境，确定实验的介质种类、浓度；查阅资料，确定实验参数，比如温度、极化曲线的电位区间等。 2． 试样的制备

包括试样的切取；金相试样的磨制、抛光、腐蚀；腐蚀试样的制备。 3． 浸泡腐蚀、电化学腐蚀试验

腐蚀介质的配制；电化学腐蚀试验。 4． 金相组织分析

试样经合适的试剂腐蚀后采用光学显微镜观察组织。

1

5． 实验数据的整理、电化学参数的分析

整理实验数据，腐蚀动力学曲线和极化曲线，计算极化曲线上的各电流、电位参数，分析对比材料在各种介质中的腐蚀倾向和腐蚀速率。评定材料在各种介质中耐蚀能力。 6． 组织和耐蚀性能的关系分析

结合腐蚀结果和金相组织，分析组织对耐蚀性能的影响。 八．实验任务

1 查阅文献资料，掌握以下内容，并根据以下内容完成开题报告和综述：

①明确课题的目的及意义，了解该领域的国内外研究现状及发展前景；了解0Cr18Ni9（304）不锈钢的相图、铸态组织、性能特点；

②掌握0Cr18Ni9不锈钢耐蚀性能特点和用途； ③查阅资料全面了解钴元素在钢中的作用； ④了解材料腐蚀的电化学理论基础；

⑤了解影响材料耐腐蚀性能的各种因素，和盐酸（模拟海水（3.5%NaCl）、混酸（3.2%HCl+3.8%HNO3）、硫酸10% H2SO4）介质中的腐蚀特点，掌握不锈钢的各种腐蚀产物类型，以及各种铁离子、铬离子在腐蚀介质中的颜色； ⑥掌握评价腐蚀敏感性的各种测量分析方法。

2 查阅不锈钢腐蚀试验的相关国家标准，参与确定技术路线，制定试验方案，完成该课题的实验。

3 用浸泡法测量试样的腐蚀动力学曲线，用电化学分析仪测量塔菲尔极化曲线，整理分析实验数据，利用金相显微镜及SEM分析腐蚀形貌，利用XRD分析腐蚀产物。 5对实验结果进行理论分析，分析讨论以下问题，得出结论。

1） 钴元素对0Cr8Ni9不锈钢在（1%盐酸、模拟海水（3.5%NaCl）、混酸（3.2%HCl+3.8%HNO3）、硫酸10% H2SO4）介质中腐蚀动力学曲线的影响；

2） 钴元素对铸态0Cr8Ni9不锈钢在（1%盐酸）介质中腐蚀形貌、腐蚀类型、产物的影响。 3） 钴元素对0Cr8Ni9不锈钢在1%盐酸介质中腐蚀电化学参数的影响。

九．实验数据及分析（图1、2为作图示例）

1. 整理腐蚀数据，做出腐蚀动力学曲线，如图1所示；

2. 读取极化曲线（如图2所示）上的电化学参数，见表中，并且通过查资料明确各参数的含义。

举例：图1为腐蚀动力学曲线示例；图2为三种试样的极化曲线，根据极化曲线读出各参数如下表：

-2.0-2.5-3.0Unit area weightlessness / g/cm21.0（a）0.80.60.40.20.0020406080 00# 10# 20# 30#100120 without B with 16ppm B with 26 ppm Blog(Current/A)-3.5-4.0-4.5-5.0-5.5-6.0-6.5corrosion time /h-1.0-0.50.00.51.01.5

Potential/V

图1 四种1Cr17不锈钢在10%HCl溶液中的腐蚀失重曲线 图2 三种实验材料在5% H2SO4溶液中的极化曲线

表3 三种实验材料在5% H2SO4溶液中的极化曲线参数值 自腐蚀电流自腐蚀电致钝电维钝电过钝化电致钝电流密维钝电流密硼含量密度 位 位 位 位 度 度 -2

/ppm icorr/mA·㎝-2

-2Ecorr/V Epp/V Ep/V Etp/V ipp/mA·㎝ ip/mA·㎝

0 -0.937 2.447 -0.8421 -0.7169 - 9.16 5.14 16 -0.924 0.604 -0.7626 -0.1258 0.3684 8.98 4.79 21 -0.928 1.318 -0.9039 -0.2385 - 1.35 0.95

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3. 分析腐蚀形貌，判断腐蚀类型； 4. 用物相分析软件分析腐蚀产物；

5. 总结钴元素对0Cr18Ni9不锈钢腐蚀行为的影响规律。 十 实验报告书写——包括以下内容

1. 实验题目：不锈钢在_______ 介质中的腐蚀行为评价 2.实验目的

3.实验设备及仪器 4. 试验参数 5. 实验材料： 6. 腐蚀介质

7. 实验数据及分析 8. 结论

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