第二章 实验部分 8

2。1 材料成分 8

2。2  静态电化学试样制备 8

2。3  实验设备和方法 8

2。3。1 JSM-6480 扫描电镜（SEM） 8

2。3。2 能量色散谱仪（EDS） 9

2。3。3 岛津 XRD-6000 XRD 衍射仪 9

2。3。4 CS 电化学工作站 9

第三章 结果与讨论 11

引言 11

3。1  高氮钢微观组织 11

3。2 高氮钢的相分析 13

3。3 高氮钢在 0。5mol/L NaCl 溶液中的腐蚀行为 14

3。3。1 极化曲线 14

3。3。2 恒电位-电流瞬态响应技术（i-t 响应） 14

3。3。3 钝化膜半导体特征分析 16

3。3。4 钝化膜形成过程的动力学分析 18

3。3。5 钝化膜的电化学阻抗谱分析 21

结论 24

致谢 25

参考文献 26

第一章 绪 论

1。1 研究背景

不锈钢诞生于世已有百年历史，它的出现是世界材料科学发展的一座里程碑。随 着机械、电力、能源、航天和生化工程等工业技术的进步与发展，目前不锈钢的耐蚀 性能以及其他综合性能已难以满足需求，为此人们对不锈钢提出了更高的要求。纵观 各类钢种，凭借在多种环境中具有的优良的耐腐蚀性能、良好的综合力学性能和优良 的加工性能，奥氏体不锈钢已成为当今工业的一大新宠并在极其广泛的领域获得了广 泛的应用[1]。但是人们常用的镍合金化的奥氏体不锈钢也存在着许多缺陷，生产成本 的高昂便是主要原因之一此外还有人体器官对含镍的生物工程材料存在过敏性，而由 此导致的生物学兼容性较低的问题。因此人们开始研究用何种元素可以取代部分镍来 稳定奥氏体。经过无数次的尝试，终于学者们发现 N 可以稳定奥氏体还可减小生物 工程中的过敏性问题以及其他的一些缺陷[2]。对于用 N 合金化的奥氏体不锈钢的开发 和研究越来越倍受人们的关注。最初由于人类的工艺技术水平还比较低下，常压下 N 的固溶度非常小，因此氮在奥氏体不锈钢中的作用不明显[4]。近年来随着人类工艺技 术水平的不断提升，奥氏体不锈钢中氮的加入量得到了提高。评价高氮奥氏体不锈钢 性能，抗腐蚀能力是一个重要指标，因而对于高氮奥氏体不锈钢的抗腐蚀性能的研究， 显得尤为重要。抗腐蚀性能可以大体分为全面腐蚀与局部腐蚀两个方面[2]。大量研究 表明，不锈钢中加入 N，可显著提升不锈钢的抗腐蚀性能，特别是局部腐蚀方面[5]。 因此通过研究高氮奥氏体不锈钢的腐蚀性能和行为，对高氮奥氏体不锈钢的广泛应用 以及材料领域的变革具有重意义。

人类最早将 N 引用到金属材料的研究工作是在 20 世纪初才开始的。受当时人们 认识水平科技水平的限制，最初将 N 加入不锈钢中只是为了单纯的提高不锈钢的强 度等机械性能。20 世纪 30-40 年代，正值第二次世界大战，各国对不锈钢的需求量都 非常大，而当时制造不锈钢的主要添加元素是 Ni。但 Ni 恰巧又是非常稀有昂贵的金 属，这大大提高了不锈钢的生产成本[6]。所以广大学者开始寻求能代替 Ni 作为合金 元素来制造不锈钢。德国学者 Andrew 是最早发现 N 可代替 Ni 来制备不锈钢的。轴 承、接头用的提高 N 的固溶度且含有较多 Mn、Cr 元素的 Mn-Cr 系钢种。20 世纪 50 年代美国学者们研究发现 N 在不锈钢中不仅可以提高不锈钢的机械性能，还可以大论文网