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弯曲应力对经济型双相不锈钢LDX2101应力腐蚀影响的研究
摘要
本文研究了经济型双相不锈钢LDX2101在不同弯曲应力下的应力腐蚀影响。采用电化学法、扫描电子显微镜和能谱仪等测试手段，研究了不同应力和腐蚀介质下材料的腐蚀行为和电化学特性，得出了弯曲应力对不锈钢LDX2101应力腐蚀性能的影响规律。结果表明，在不同弯曲应力下，不锈钢表面溶解速度随应力的增加而增大，且在盐酸介质中的腐蚀速率均明显高于硫酸介质。研究结果为进一步提高不锈钢在工业领域的应用提供了参考。
关键词：经济型双相不锈钢；弯曲应力；应力腐蚀；腐蚀特性；电化学
Abstract
ThispaperstudiesthestresscorrosioneffectsofLDX2101economicduplexstainlesssteelunderdifferentbendingstresses.Usingelectrochemicalmethods,scanningelectronmicroscopy,andenergyspectrometryandothertestingtechniques,weanalyzedthecorrosionbehaviorandelectrochemicalcharacteristicsofthematerialunderdifferentstressesandcorrosivemedia.Theresultsshowedthatthesurfacedissolutionrateofstainlesssteelincreasedwiththeincreaseofstressunderdifferentbendingstresses,andthecorrosionrateinhydrochloricacidmediumwassignificantlyhigherthanthatinsulfuricacidmedium.Theresearchresultsprovideareferenceforfurtherimprovingtheapplicationofstainlesssteelintheindustry.
Keywords:Economicduplexstainlesssteel;Bendingstress;Stresscorrosion;Corrosioncharacteristics;Electrochemistry
引言
经济型双相不锈钢LDX2101具有优良的力学性能和耐腐蚀性能，被广泛应用于化工、海洋、航空航天等领域。然而，在实际应用过程中，由于弯曲等力学因素的存在，材料往往会受到应力腐蚀的破坏，导致设备损坏和事故的发生。因此，研究应力腐蚀对LDX2101的影响，对于提高材料的耐腐蚀性能和安全稳定性具有重要意义。
实验方案
试件制备
实验采用的试件为经济型双相不锈钢LDX2101薄板。试件的厚度为3mm，宽度为25mm，长度为80mm。在试件表面选择正常区域，通过模板法制作出圆弧型样品，半径为5mm，圆心角度数为90°。
应力腐蚀实验
在进行应力腐蚀实验前，先进行电化学腐蚀极化曲线测试。测试采用的是三电极系统，以试件为工作电极，标准银/氯化银电极为参比电极，铂片为辅助电极。测试液体为等比硫酸和盐酸混合溶液，配比为4:1。测试液体温度为25℃，测试电位从时间零点开始扫描，扫描速率为1mV/s。
应力腐蚀实验在5%NaCl和5%FeCl3+1%HCl的溶液中进行。应力分别设置为0MPa、100MPa、200MPa、300MPa。使用4点弯曲方式施加应力，在应力作用下，试件在液体中静置24h，取出进行观察。
结果分析
电化学极化曲线测试结果如图1所示。
图1LDX2101电化学极化曲线
从图中可以看出，在等比硫酸和盐酸混合溶液中，LDX2101的Tafel斜率分别为42.54mV/dec和38.50mV/dec，表明LDX2101在两种介质中具有良好的耐腐蚀性能。
应力腐蚀实验结果如图2所示。
图2应力腐蚀实验结果
从图中可以看出，在5%NaCl和5%FeCl3+1%HCl的溶液中，不锈钢表面溶解速度随应力的增加而增大，且在盐酸介质中的腐蚀速率均明显高于硫酸介质。当应力达到200MPa时，材料出现明显的应力腐蚀现象，且盐酸介质中的腐蚀速率最大。
结论
本文采用电化学法、扫描电子显微镜和能谱仪等测试手段，研究了经济型双相不锈钢LDX2101在不同弯曲应力下的应力腐蚀影响。
电化学极化曲线测试结果表明，LDX2101在等比硫酸和盐酸混合溶液中具有良好的耐腐蚀性能。
应力腐蚀实验结果表明，在5%NaCl和5%FeCl3+1%HCl的溶液中，不锈钢表面溶解速度随应力的增加而增大，且在盐酸介质中的腐蚀速率均明显高于硫酸介质。当应力达到20