不锈钢点蚀研究概述

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1、第27卷第4期腐蚀科学与防护技术Vol.27No.42015年7月CORROSIONSCIENCEANDPROTECTIONTECHNOLOGYJul.2015专题介绍不锈钢点蚀研究概述122王永强李娜林苏华1.安徽工业大学材料科学与工程学院马鞍山243002;2.安徽工业大学冶金工程学院马鞍山243002摘要：综述了不锈钢点蚀发生的机理(点蚀理论)、影响因素及作用机制、评价方法及标准，在此基础上分析了目前不锈钢点蚀研究尚存在的问题，并提出了不锈钢点蚀进一步研究的方向。关键词：不锈钢点蚀影响因素机理中图分类号：TG172文献标识码：A文章编号：1002-6495(201

2、5)04-0387-061前言机理、吸附减薄机理和膜破裂机理(图1)。图1a给出了点蚀的离子迁移刺穿机理，描述了卤素离子通点蚀是一种外观隐蔽而破坏性很大的局部腐过钝化膜传递到金属/氧化层界面并促进基体的溶蚀，常发生于易钝化金属和合金之中。不锈钢因含解。离子的迁移速率与膜层中的电场强度相关。刺有较多的Cr在很多介质中能形成稳定的钝化膜而穿机理的一个重要证据是在含有氯化物的溶液中金表现出良好的耐腐蚀性能，但是在某些含侵蚀性阴[6-8]---属的点蚀萌生存在一个孕育期，文献等发展了电离子(如Cl、B、SCN等)的溶液中常发生微小区域场作用下点缺陷迁移而导致外部钝化膜破裂的点缺

3、内金属阳极溶解而出现蚀孔或麻点现象，即点腐蚀陷模型。虽然基于空位迁移控制膜生长的点缺陷模或小孔腐蚀，简称点蚀或孔蚀。点蚀具有破坏高度型可以解释点蚀电位、点蚀孕育期以及不锈钢成分集中、蚀孔的分布不均匀、蚀孔隐蔽、有或长或短的对点蚀电位影响等问题，但是它不能解释点蚀发展孕育期(或诱导期)等特征，通常被视为最具破坏性[1,2]过程中与点蚀坑的萌生尺寸和内部溶液成分有密切的局部腐蚀形式之一。不锈钢广泛应用在石油、关系的亚稳态行为，还存在一定的局限性。图1b描化工、核电等工业领域，其重要性不言而喻。很长时[9]述了点蚀的吸附减薄机理，该机理由Heuesler等基期内不锈钢点蚀研究

4、一直是腐蚀与防护领域关注的于氯离子和氧气的竞争吸附而提出，其本质是氯离重点和热点，主要集中在点蚀机理(点蚀理论)、影响子的吸附导致钝化膜减薄，金属基体开始活性溶因素、评价方法、先进研究手段等几个方面。解。此机理可用来解释电位依赖的诱导期关系。图2点蚀机理研究1c显示了点蚀的膜破裂机理。该机理考虑钝化膜在2.1钝化膜破坏机理溶液中的破裂与修复的动态过程，认为钝化膜破裂点蚀发生的机理或模型众多，主要有吸附理论、现象是确定的，发生的速率与其性质有关，而且只有阴离子穿透和迁移理论、机械-化学模型、点蚀萌生在具备稳定生长条件的破裂位置才能形成稳态点的点缺陷模型、局部酸化理论、化学

5、溶解理论、热力蚀。此机理可以圆满解释点蚀萌生发展过程中存在[3]学理论、去钝化-再钝化理论等。这些理论或模型[10]亚稳态这一事实。据此，Galvele指出点蚀稳定生的研究主要集中在金属表面钝化膜状态、点腐蚀的长存在一个临界的点蚀坑深度与点蚀电流密度的乘萌生位置和点蚀的生长动力学等3个方面。金属表[11-13]积，随后大量研究者证实了这个结论，发现在氯[4,5]面钝化膜破坏是点蚀发生的先决条件，文献通过离子溶液中不锈钢表面稳定点蚀的点蚀稳定积约为研究得到了钝化膜破坏的3种机理，即钝化膜刺穿-20.3~0.6A·m。定稿日期：2014-10-172.2点蚀萌生机理基金项目

6、：安徽省自然科学基金项目(1508085QE102)和安徽工点蚀萌生位置的研究探寻侧重金属表层的薄弱业大学校青年科研基金项目(QZ201403)资助区域，得到公认的点蚀萌生的主要原因之一是不锈作者简介：王永强，男，1982年生，博士钢中杂质的存在。过去许多研究都是集中于不同类通讯作者：王永强，E-mail：yqwang@ahut.edu.cn，研究方向为不锈钢局部腐蚀型的夹杂物方面，包括其尺寸、形状和组成及分布对DOI：10.11903/1002.6495.2014.305点蚀成核的影响。近些年来不锈钢中MnS夹杂研388腐蚀科学与防护技术27卷图1钝化膜破裂机理[20

7、]:(a)刺等机理,(b)吸附减薄机理,(c)膜破裂机理究成为许多研究的主题，人们广泛的认为点蚀起源性，并能提高钝化膜破坏后的修复能力，使不锈钢的于MnS局部溶解，但是其本质机理还存在争论。再钝化能力增强。不锈钢的耐点蚀性能随Cr含量[14]Newman认为MnS不能钝化而造成了钝化膜的不的增大而提高，当钢中Cr含量在30%以上时，不锈连续性，从而在MnS/基体的界面处发生点蚀，Kra-钢点蚀电位明显升高，其耐点蚀性大大提高。有研[15]viec等的研究工作证明了MnS/基体界面比较薄弱究表明，在Fe-Cr二元合金中，Cr含量达30%时，