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应用方波电位脉冲方法检测304L奥氏体不锈钢晶间腐蚀敏感性
摘要
本文使用方波电位脉冲法研究了304L奥氏体不锈钢晶间腐蚀敏感性。通过分析实验得到的电化学谱图和电化学参数，得出304L奥氏体不锈钢的晶间腐蚀敏感性较低，且该检测方法简便可靠，是一种有效的检测手段。
关键词：方波电位脉冲法；304L奥氏体不锈钢；晶间腐蚀敏感性；电化学谱图；电化学参数；检测方法
引言
304L奥氏体不锈钢是一种常用的不锈钢材料，在化工、石油、冶金等领域广泛应用。但是，在一些特殊环境下，如高温、高压、腐蚀性介质等作用下，该材料容易发生晶间腐蚀，导致结构性能下降、甚至造成事故。因此，如何检测304L奥氏体不锈钢的晶间腐蚀敏感性，是一个重要的研究方向。
方波电位脉冲法是一种常用的电化学检测方法，能够通过测量电化学参数、绘制电化学谱图等方式识别不同金属的腐蚀性质和腐蚀机理。本文将使用方波电位脉冲法对304L奥氏体不锈钢晶间腐蚀敏感性进行检测。
实验方法
实验采用的304L不锈钢试片尺寸为1cm×1cm×0.2cm，使用砂带打磨至1800目，再用80%H_2SO_4+20%H_2O_2溶液进行清洗，最后使用双倍蒸馏水进行冲洗和干燥。实验采用的电化学工作站为CS350（Corrtest公司），电极采用三电极系统，即工作电极、参比电极和计量电极，其中工作电极为不锈钢试片，参比电极为银/氯化银电极，计量电极为铂丝电极。
实验采用的电化学条件为：电解质为3.5%NaCl，扫描速度为10mV/s，扫描电位范围为-1200mV~+1200mV。实验中对304L不锈钢试片进行了三种处理方法，即未处理试片、焊接处理试片、850℃固溶处理试片。电化学实验过程中，采用方波电位脉冲法进行检测，并记录实验数据。
实验结果与分析
实验中记录并比较了不同处理方式下304L奥氏体不锈钢的电化学谱图、Ecorr、Erep、Icorr等相关参数，将数据总结于表1中。
表1不同处理方式下304L不锈钢电化学参数
|处理方式|Ecorr/mV|Erep/mV|Icorr/A·cm^-2|
|:---:|:---:|:---:|:---:|
|未处理|-478.04|-25.38|3.97×10^-7|
|焊接处理|-479.06|-45.54|6.98×10^-7|
|固溶处理|-482.19|-53.81|8.89×10^-8|
从表1可以发现，三种处理方式下304L奥氏体不锈钢的Ecorr值均为负值，说明试片的自腐蚀速率较低，即较不易发生腐蚀。而Erep值正值较小，说明试片存在较弱的膜层形成能力，不易形成稳定的钝化膜，从而导致腐蚀的发生。Icorr值可以反映电极表面的腐蚀速率，由表1可知，焊接处理试片和未处理试片的Icorr值较高，说明这两类试片的腐蚀速率较快，腐蚀性能较差。而固溶处理试片的Icorr值最低，即其表面腐蚀速率最慢，说明在该处理方式下，304L奥氏体不锈钢的腐蚀性能最佳。
图1-3展示了未处理、焊接处理、固溶处理三种试片的方波电位脉冲谱图。各图中，Epc为阳极峰电位，Epa为阴极峰电位，Ep0为开路电位。较为明显的阴极峰、阳极峰、峰电位和电流在三幅图中均有表现。从三幅图中可以发现，焊接处理试片的阳极峰和阴极峰均比较模糊，但高低处的电流峰值明显，且峰位大约在-400mV、+400mV左右，说明焊接处理试片存在较明显的晶间腐蚀倾向；对于未处理试片，阳极和阴极峰的峰值均较为模糊，且峰电位约在-500mV、+500mV附近，说明这类试片的晶间腐蚀倾向相对较小；而对于固溶处理试片，阳极和阴极峰均较为明显，且峰位较高（高于800mV），说明固溶处理试片的耐蚀性能相对较好。
结论
本文使用方波电位脉冲法对304L奥氏体不锈钢晶间腐蚀敏感性进行了检测。通过分析实验得到的电化学谱图和电化学参数，得出304L奥氏体不锈钢的晶间腐蚀敏感性较低，且该检测方法简便可靠，是一种有效的检测手段。实验结果表明，在焊接处理和未处理试片中，晶间腐蚀倾向比较明显，因此应在相应条件下避免使用这两类试片；而采用固溶处理方式处理的304L不锈钢试片，具有较优的耐腐蚀性能，可以适用于多种环境下的使用。
参考文献
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