1.5本课题研究内容.9

第二章实验方法及实验内容10

2.1实验材料及设备10

2.1.1实验材料.10

2.1.2实验药品.10

2.1.3实验仪器设备10

2.2试样制备11

2.3实验方法及原理11

2.3.1电化学充氢与钝化..11

2.3.2电化学测试..12

2.3.3超景深三维显微分析14

第三章试验结果与讨论.15

3.1基材组织及成分分析..15

3.1.1基材显微组织分析..15

3.1.2钝化膜成分分析.15

3.2恒电位下电流密度-时间曲线分析16

3.3交流阻抗（EIS）..19

3.3.1充氢电流密度的影响19

3.3.2充氢时间的影响.23

3.4Mott-Schottky曲线分析..26

3.4.1充氢电流密度的影响26

3.4.2充氢时间的影响.29

3.5氢对点蚀的影响分析..30

3.5.1阳极极化曲线分析..30

3.5.2扫描电镜分析32

3.6氢对钝化膜形貌成分影响研究33

3.6.1超景深三维显微分析33

3.6.2EDS能谱分析36

结论39

致谢40

参考文献..41

第一章绪论

1.1前言

金属材料在腐蚀、焊接、酸洗、电镀和其他处理过程中,总是有氢产生并进入材料。许多常用的金属和合金，如不锈钢（SS），由于水溶液暴露而腐蚀成钝化膜。氢离子的还原是伴随金属水溶液腐蚀的最常见的反应。在腐蚀过程中，一部分还原氢可以在金属表面吸收并扩散到腐蚀材料中[1-4]，而其余的氢形成气体分子并逸出。溶解在金属中的氢显着影响其机械性能，组成，钝化膜的性能结构以及电化学腐蚀行为。例如，氢气可能导致钢中低的屈服和断裂应力[5-7]。研究表明，氢气影响钢的腐蚀速率[1,8-10]，应力腐蚀破裂[11-13]，钝化膜的稳定性和点蚀[14-16]。对于310SS，在6％FeCl3溶液中不会发生点腐蚀超过150小时。然而，当310SS以非常低的1A/m2电流密度预充氢时，在80分钟内发生点蚀[15]。以上易知氢对腐蚀行为最显著的影响是氢促进钝化膜的破裂,导致SCC的敏感性和SS的点蚀与钝化膜的性能密切相关。因此，研究氢对钝化膜性能和断裂的影响是重要的。

1991年于法国召开了双相不锈钢大会，学术问题与市场应用首次被结合起来。这届大会发布了增添更高氮成分的新型双相不锈钢。这些双相不锈钢具有更强的结构稳定性、焊接性和抗腐蚀性能，并且因为强度高和加工制造方便等优势，在很多方面替代了奥氏体不锈钢的应用，发展前景应用升温。全球双相不锈钢每年的产量基本上只占不锈钢总体产量的１％。二十世纪九十年代至今，双相不锈钢的年增长率大约上升到17％左右。目前双相不锈钢的市场占有率正处于上升阶段，主要被应用于诸如海洋这种最恶劣的环境中。

综上双相不锈钢的市场占有率不断提高，逐渐代替奥氏体不锈钢，其在应用过程中出现的问题也将渐渐暴露。由于氢对不锈钢材料的腐蚀作用较为常见并且显著。很多文献表示氢可以促进不锈钢材料的全面腐蚀，氢与应力对腐蚀速率的增长具有协同作用,但对钝化膜成分和结构变化,点蚀敏感性的影响还缺乏研究。本工作研究预充氢对双相不锈钢钝化膜破裂与点蚀萌生的影响也是十分必要的。双相不锈钢钝化膜的性能是影响其本身腐蚀行为最重要的条件，所以深入研究钝化膜的成分、结构以及耐点蚀性能等十分重要。

1.2双相不锈钢研究现状

1.2.1双相不锈钢的发展历程

1.2.2双相不锈钢的分类

1.3双相不锈钢特点与性能

1.3.1双相不锈钢的特点

双相不锈钢本质是同时含有铁素体相和奥氏体相的不锈钢，两相体积大约各占一半。一般在工业生产和使用过程中任意一相约占40%-60%，这样双相不锈钢的性能最佳。通过添加适量的合金元素，进行正确的热处理，生产出适用的不锈钢材料。使生产出的双相不锈钢材料成为兼具耐腐蚀、强度高和便于加工等许多优良性能的不锈钢。