铁素体不锈钢在盐酸溶液中的局部腐蚀行为研究

摘要

不锈钢酸洗是冷轧生产的第一道工序，酸洗效果的好坏直接影响后续深加工工艺的效果。目前广泛应用的HNO3+HF酸洗工艺对贫铬层去除不完全，并会产生含氮气体造成环境污染。酸洗速度快，环境污染小的盐酸酸洗工艺成为酸洗工艺的发展方向。但由于在盐酸基溶液中存在大量的Cl-，会诱发不锈钢产生点蚀和晶间腐蚀。系统研究铁素体不锈钢在盐酸基溶液中的局部腐蚀行为，对于铁素体不锈钢盐酸新酸洗工艺的开发具有极其重要的意义。
　　本研究以热轧430铁素体不锈钢为原料，借助电化学方法和SEM分析手段，系统研究了盐酸基体系中盐酸、缓蚀剂和氧化剂对铁素体不锈钢局部腐蚀行为的影响，为不锈钢盐酸基酸洗工艺提供理论依据。在本实验条件下，得到如下结论:
　　(1)铁素体不锈钢在盐酸溶液中选择性腐蚀，首先沿晶界方向发生晶间腐蚀，在晶界周围，更易发生点蚀;随着盐酸浓度的升高，铁素体不锈钢在盐酸溶液中的腐蚀电位正移，腐蚀电流密度逐渐增大，腐蚀速度加快。
　　(2) SDS、SAD和18C三种缓蚀剂均为界面型缓蚀剂，三种缓蚀剂对盐酸基溶液中铁素体不锈钢的缓蚀效率存在极值现象，三种缓蚀剂的缓蚀效率:18C＞SAD＞SDS。
　　(3)加入氧化剂可以使铁素体不锈钢在盐酸基溶液中的电极反应发生转变，阴极反应由析氢反应为主导逐渐转变为氧化剂的还原反应为主导，阳极金属可以以更高价态的离子形式溶出。
　　(4)溶液中加入氧化剂可以使不锈钢表面整体处于活化状态，缓解了局部腐蚀在晶界或贫铬处的优先腐蚀，有利于不锈钢的整体均匀腐蚀。
　　(5)溶液中加入B氧化剂，改变了点蚀在铁素体不锈钢表面的长大方式，由纵深发展变为面积的扩大，生长为半球形点蚀，点蚀在不锈钢表面的扩大化，有利于实现不锈钢表面整体抛光。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景

1．2 铁素体不锈钢概述

1．3 不锈钢酸洗工艺

1．3．1 不锈钢表面氧化层的去除

1．3．2 电解酸洗

1．3．3 混酸酸洗

1．3．4 盐酸基酸洗工艺

1．4 不锈钢在溶液中的局部腐蚀研究现状

1．4．1 不锈钢的晶间腐蚀

1．4．2 不锈钢的点蚀

1．4．3 缓蚀剂对不锈钢局部腐蚀的控制

1．5 本研究主要目的和意义

1．6 本研究的主要内容

第2章 实验及测试方法

2．1 实验原料

2．2 实验设备

2．3 实验方法

2．3．1 电化学测试方法

2．3．2 扫描电子显微镜

2．4 试样处理

第3章 盐酸对铁素体不锈钢局部腐蚀行为的影响

3．1 方案设计

3．2 实验结果与讨论

3．2．1 腐蚀电位分析

3．2．2 极化曲线分析

3．2．3 微观结构分析

3．3 本章小结

第4章 缓蚀剂在铁素体不锈钢盐酸酸洗过程中的应用研究

4．1 SDS缓蚀剂在铁素体不锈钢盐酸酸洗过程中的作用

4．1．1 方案设计

4．1．2 极化曲线

4．1．3 阻抗图谱分析

4．1．4 SDS缓蚀机理

4．2 SAD缓蚀剂在铁素体不锈钢盐酸酸洗过程中的作用

4．2．1 方案设计

4．2．2 极化曲线分析

4．2．3 阻抗图谱分析

4．2．4 SAD缓蚀机理

4．3 18C缓蚀剂在铁素体不锈钢盐酸酸洗过程中的作用

4．3．1 方案设计

4．3．2 极化曲线分析

4．3．3 阻抗图谱分析

4．3．4 18C缓蚀机理

4．4 本章小结

第5章 氧化剂在铁素体不锈钢盐酸酸洗过程中的应用研究

5．1 A氧化剂对铁素体不锈钢局部腐蚀行为的影响

5．1．1 方案设计

5．1．2 腐蚀电位分析

5．1．3 极化曲线分析

5．1．4 微观结构分析

5．2 B氧化剂对铁素体不锈钢局部腐蚀行为的影响

5．2．1 方案设计

5．2．2 腐蚀电位分析

5．2．3 极化曲线分析

5．2．4 微观结构分析

5．3 本章小结

第6章 结论

参考文献

致谢