一种检验奥氏体不锈钢晶间腐蚀敏感性的方法

摘要

本发明公开了一种检验奥氏体不锈钢晶间腐蚀敏感性的方法，该方法包括如下步骤：将待测奥氏体不锈钢样品制备成待测工作电极，采用所述待测工作电极建立三电极标准体系，采用电化学测量仪进行动电位扫描，并观察经动电位扫描处理后的待测工作电极中待测奥氏体不锈钢样品的腐蚀形貌图，其中所述三电极标准体系中电解液是采用硫酸、氯化钠和硫酸钠混合配制，且所述电解液中硫酸的浓度为0.8～1.2mol/L，氯化钠的浓度为0.4～0.6mol/L，硫酸钠的浓度为0.1～1.5mol/L。该方法通过腐蚀形貌图中晶界的尺寸发生变化，就能够直观区分奥氏体不锈钢的不同敏化度，以判别奥氏体不锈钢的晶间敏感性。

权利要求

1.一种检验奥氏体不锈钢晶间腐蚀敏感性的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：将待测奥氏体不锈钢样品制备成待测工作电极，采用所述待测工作电极建立三电极标准体系，采用电化学测量仪进行动电位扫描，并观察经动电位扫描处理后的待测工作电极中待测奥氏体不锈钢样品的腐蚀形貌图，其中，所述三电极标准体系中电解液是采用硫酸、氯化钠和硫酸钠混合配制，且所述电解液中硫酸的浓度为0.9～1.1mol/L，氯化钠的浓度为0.45～0.55mol/L，硫酸钠的浓度为

0.3～1.2mol/L。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在采用电化学测量仪进行动电位扫描后，获得循环伏安曲线，测定活化电流 和再活化电流Ir，并根据公式 获得敏化度值。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述电解液中硫酸的浓度为1mol/L，氯化钠的浓度为0.5mol/L，硫酸钠的浓度为0.5-1mol/L。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，将待测奥氏体不锈钢样品制备成工作电极方法包括：在所述待测奥氏体不锈钢样品中镶嵌环氧树脂形成所述待测工作电极。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在形成所述待测工作电极的步骤后，还包括将所述待测工作电极进行打磨、抛光、清洗工作面的步骤。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述采用电化学测量仪进行动电位扫描的步骤中包括：从腐蚀电位开始，以40～80mV/min的扫描速率正向扫描至钝化200～

300mV后，再以同样的扫描速率反向扫描至自腐蚀电位。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述采用电化学测量仪进行动电位扫描的步骤中包括：从腐蚀电位开始，以60mV/min的扫描速率正向扫描至钝化300mV后，再以同样的扫描速率反向扫描至自腐蚀电位。

8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在采用电化学测量仪进行动电位扫描的步骤中，对于同一待测工作电极重复测量3-5次，分别获得循环伏安曲线，取测定活化电流的平均值和再活化电流Ir的平均值，并采用所得到的活化电流 的平均值和再活化电流Ir的平均值计算所述敏化度值。

说明书

一种检验奥氏体不锈钢晶间腐蚀敏感性的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及奥氏体不锈钢的应用领域，具体而言，涉及一种检验奥氏体不锈钢晶间腐蚀敏感性的方法。

背景技术

[0002] 晶间腐蚀是奥氏体不锈钢常见的腐蚀形式之一。奥氏体不锈钢一旦发生晶间腐蚀，其强度基本丧失，而外观上几乎没有变化，难以辨认，因此很容易引起重大的腐蚀失效事故，造成巨大的经济损失。

[0003] 电化学动电位再活化法(即EPR法)是评价奥氏体不锈钢晶间腐蚀敏感性的常用的电化学方法。其检测过程包括两部分：活化过程和再活化过程。活化过程即正扫过程，主要是使试样表面形成一层钝化膜；再活化过程即反扫过程，主要是去除钝化膜的过程。对于晶间腐蚀敏感性不同的奥氏体不锈钢，在应用现有的这种电化学动电位再活化法处理后腐蚀形貌图中晶界的尺寸基本相同，难以直接判断敏感性的优劣；只能够通过计算敏化度值评价奥氏体不锈钢晶间腐蚀敏感性。这就造成了在判断不同奥氏体不锈钢晶间腐蚀敏感性时，对于敏化度值的依赖性，如果数据错误，则直接影响判断结果，如果数据丢失，则需要增加额外重复性工作。

发明内容

[0004] 本发明的目的是克服上述技术问题之一，提供一种检验奥氏体不锈钢晶间腐蚀敏感性的方法。

[0005] 为此，在本发明中提供了一种检验奥氏体不锈钢晶间腐蚀敏感性的方法，该方法包括如下步骤：将待测奥氏体不锈钢样品制备成待测工作电极，采用所述待测工作电极建立三电极标准体系，采用电化学测量仪进行动电位扫描，并观察经动电位扫描处理后的待测工作电极中待测奥氏体不锈钢样品的腐蚀形貌图，其中所述三电极标准体系中电解液是采用硫酸、氯化钠和硫酸钠混合配制，且所述电解液中硫酸的浓度为0.8～1.2mol/L，氯化钠的浓度为0.4～0.6mol/L，硫酸钠的浓度为0.1～1.5mol/L。

[0006] 作为优选，在采用电化学测量仪进行动电位扫描后，获得循环伏安曲线，测定活化电流 和再活化电流Ir，并根据公式 获得敏化度值。

[0007] 作为优选，所述电解液中硫酸的浓度为0.9～1.1mol/L，氯化钠的浓度为0.45～0.55mol/L，硫酸钠的浓度为0.3～1.2mol/L。

[0008] 作为优选，所述电解液中硫酸的浓度为1mol/L，氯化钠的浓度为0.5mol/L，硫酸钠的浓度为0.5-1mol/L。

[0009] 作为优选，将待测奥氏体不锈钢样品制备成待测工作电极方法包括：在所述待测奥氏体不锈钢样品中镶嵌环氧树脂形成所述待测工作电极。

[0010] 作为优选，在形成所述待测工作电极的步骤后，还包括将所述待测工作电极进行打磨、抛光、清洗工作面的步骤。

[0011] 作为优选，所述采用电化学测量仪进行动电位扫描的步骤中包括：从腐蚀电位开始，以40～80mV/min的扫描速率正向扫描至钝化200～300mV后，再以同样的扫描速率反向扫描至自腐蚀电位。

[0012] 作为优选，所述采用电化学测量仪进行动电位扫描的步骤中包括：从腐蚀电位开始，以60mV/min的扫描速率正向扫描至钝化300mV后，再以同样的扫描速率反向扫描至自腐蚀电位。

[0013] 作为优选，在采用电化学测量仪进行动电位扫描的步骤中，对于同一待测工作电极重复测量3-5次，分别获得循环伏安曲线，取测定活化电流 的平均值和再活化电流Ir的平均值，并采用所得到的活化电流 的平均值和再活化电流Ir的平均值计算所述敏化度值。

[0014] 应用本发明的技术方案，通过引入新的电解液，能够促使敏化度不同的奥氏体不锈钢在经动电位扫描处理后的腐蚀形貌图中晶界的尺寸发生变化，有利于更好的直观区分不同敏化度，以判别奥氏体不锈钢的晶间敏感性；降低在判断不同奥氏体不锈钢晶间腐蚀敏感性时，对敏化度值的过度依赖性，避免因敏化度值错误或丢失所引起的不必要后果。

附图说明

[0015] 图1为根据实施例1中待测工作电极1所对应的循环伏安曲线；

[0016] 图2为根据实施例1中待测工作电极2多对应的循环伏安曲线；

[0017] 图3为根据实施例1中待测工作电极3所对应的循环伏安曲线；

[0018] 图4为根据实施例1中待测工作电极1所对应的腐蚀形貌图；

[0019] 图5为根据实施例1中待测工作电极2所对应的腐蚀形貌图；

[0020] 图6为根据实施例1中待测工作电极3所对应的腐蚀形貌图；

[0021] 图7为根据对比例1中待测工作电极1所对应的循环伏安曲线；

[0022] 图8为根据对比例1中待测工作电极2所对应的循环伏安曲线；

[0023] 图9为根据对比例1中待测工作电极3所对应的循环伏安曲线；

[0024] 图10为根据对比例1中待测工作电极1所对应的腐蚀形貌图；

[0025] 图11为根据对比例1中待测工作电极2所对应的腐蚀形貌图；

[0026] 图12为根据对比例1中待测工作电极3所对应的腐蚀形貌图。

具体实施方式

[0027] 下面结合具体实施例对本发明作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。

[0028] 在本发明中提供了一种检验奥氏体不锈钢晶间腐蚀敏感性的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：将待测奥氏体不锈钢样品制备成待测工作电极，采用所述待测工作电极建立三电极标准体系，采用电化学测量仪进行动电位扫描，，并观察经动电位扫描处理后的待测工作电极中待测奥氏体不锈钢样品的腐蚀形貌图，其中，所述三电极标准体系中电解液是采用硫酸、氯化钠和硫酸钠混合配制，且所述电解液中硫酸的浓度为0.8～1.2mol/L，氯化钠的浓度为0.4～0.6mol/L，硫酸钠的浓度为0.1～1.5mol/L。

[0029] 在本发明中术语“活化电流 ”是指循环伏安曲线正向扫描过程的峰值电流密度，术语“再活化电流Ir”是指循环伏安曲线反向扫描过程的峰值电流密度。

[0030] 本发明所提供的这种方法(电化学动电位再活化法)，通过引入新的电解液，能够促使敏化度不同的奥氏体不锈钢在经动电位扫描处理后的腐蚀形貌图中晶界的尺寸发生变化，有利于更好的直观区分不同敏化度，以判别奥氏体不锈钢的晶间敏感性；降低在判断不同奥氏体不锈钢晶间腐蚀敏感性时，对敏化度值的过度依赖性，避免因敏化度值错误或丢失所引起的不必要后果。

[0031] 根据本发明的方法，还包括在采用电化学测量仪进行动电位扫描后，获得循环伏安曲线，测定活化电流 和再活化电流Ir，并根据公式 获得敏化度值。通过测定敏化度值能够更为准确的确定奥氏体不锈钢的晶间腐蚀敏感性。

[0032] 根据本发明的方法，其中对于电解液而言，只要其中含有硫酸、氯化钠和硫酸钠，且这三种原料的含量按照前述要求即可。然而为了进一步优化测量效果，优选情况下，所述电解液中硫酸的浓度为0.9～1.1mol/L，氯化钠的浓度为0.45～0.55mol/L，硫酸钠的浓度为0.3～1.2mol/L。更优选地，所述电解液中硫酸的浓度为1mol/L，氯化钠的浓度为0.5mol/L，硫酸钠的浓度为0.5-1mol/L。

[0033] 根据本发明的方法，对于将待测奥氏体不锈钢样品制备成工作电极方法可以没有特殊要求，可以参照本领域所公知的常规方法。例如在所述待测奥氏体不锈钢样品中镶嵌环氧树脂形成所述待测工作电极。根据本发明的方法，优选情况下，所述环氧树脂为亚美凯新材料有限公司的环氧树脂，型号E44。

[0034] 根据本发明的方法，优选情况下，为了降低测量误差，在形成所述待测工作电极的步骤后，还包括将所述待测工作电极进行打磨、抛光、(用酒精)清洗工作面的步骤。

[0035] 根据本发明的方法，对于所述采用电化学测量仪进行动电位扫描的方法可以没有特殊要求，可以参照本领域所工作的常规方法。优选情况下，为了与前述电解液形成更稳定、准确的配合关系，所述采用电化学测量仪进行动电位扫描的步骤中包括：从腐蚀电位开始，以40～80mV/min的扫描速率正向扫描至钝化200～300mV后，再以同样的扫描速率反向扫描至自腐蚀电位；更优选地，所述采用电化学测量仪进行动电位扫描的步骤中包括：从腐蚀电位开始，以60mV/min的扫描速率正向扫描至钝化300mV后，再以同样的扫描速率反向扫描至自腐蚀电位。

[0036] 根据本发明的方法，优选情况下，在采用电化学测量仪进行动电位扫描的步骤中，对于同一待测工作电极重复测量3-5次，分别获得循环伏安曲线，取测定活化电流 的平均值和再活化电流Ir的平均值，并采用所得到的活化电流 的平均值和再活化电流Ir的平均值计算所述获得敏化度值。

[0037] 本发明所提供的这种方法提升了检验奥氏体不锈钢高敏化度区间的判别能力，更精确判别奥氏体不锈钢耐晶间腐蚀的能力；消除活化过程波动性对试验结果的影响，提高结果准确性以及晶间敏感性判定的准确性。

[0038] 以下将结合具体实施例，进一步说明本发明的优异效果。

[0039] 在如下实施例和对比例中所涉及的奥氏体不锈钢为商业用304不锈钢圆棒。

[0040] 在如下实施例和对比例中所涉及的待测奥氏体不锈钢样品如下：

[0041] 待测奥氏体不锈钢样品1：将前述奥氏体不锈钢在1050℃固溶处理30min，在750℃敏化处理分别敏化处理30min所获得；

[0042] 待测奥氏体不锈钢样品2：将前述奥氏体不锈钢在1050℃固溶处理30min，在750℃敏化处理分别敏化处理3h所获得；

[0043] 待测奥氏体不锈钢样品3：将前述奥氏体不锈钢在1050℃固溶处理30min，在750℃敏化处理分别敏化处理10h所获得；

[0044] 实施例1

[0045] 用于说明本发明检验奥氏体不锈钢晶间腐蚀敏感性的方法，

[0046] 配制电解液：将硫酸、氯化钠和硫酸钠混合形成硫酸浓度为1.0mol/L，氯化钠浓度为0.5mol/L，硫酸钠浓度为1.0mol/L的电解液；

[0047] 制备工作电极：分别在前述待测奥氏体不锈钢样品1-3中镶嵌环氧树脂(亚美凯新材料有限公司的环氧树脂，型号E44)制备待测工作电极1-3，并对所制备的待测工作电极1-3采用砂纸进行逐级打磨，然后经机械抛光并用酒精清洗工作面。

[0048] 建立三电极体系：分别采用前述制备的待测工作电极1-3与电解液建立三电极体系(辅助电极为铂片电极，参比电极为饱和甘汞电极)，

[0049] 动电位扫描：在室温条件下，采用电化学测量仪进行动电位扫描，从自腐蚀电位开始，以60mV/min的扫描速率正向扫描至钝化300mV后，再以同样的扫描速率反向扫描至自腐蚀电位，获得循环伏安曲线。所建立的循环伏安曲线如图1-3所示，采用电化学测量仪进行动电位扫描后工作电极1-3的腐蚀形貌图如4-6所示。

[0050] 根据所获得的循环伏安曲线1-3，获取活化电流 (曲线峰值)和再活化电流Ir(曲线峰值)，并根据公式 的计算奥氏体不锈钢的敏化度，测试结果如下表所示。

[0051]

[0052] 由图1-3所示的循环伏安曲线和上表中敏化度值Ra可知，工作电极2所对应的循环伏安曲线(图2)的敏化度值最大，而工作电极1和3所对应的循环伏安曲线(图1和3)的敏化度值差不多，都小于工作电极2所对应的循环伏安曲线(图2)的敏化度值；在图4-6所示的腐蚀形貌图中，工作电极2所对应的腐蚀形貌图(图5)中，能很明显看到其晶界的宽度较宽，而工作电极1和3所对应的腐蚀形貌图(图4和图6)相似，晶界宽度都小于工作电极2所对应的腐蚀形貌图。

[0053] 由上述数据可知，在采用本发明特定电解液时，对于采用经不同敏化时间处理得到的待测奥氏体不锈钢样品，循环伏安曲线得出的敏化度值是先增大后减小；而腐蚀形貌的晶界宽度也是先变宽后变窄，由此可见，在该方法中腐蚀形貌图的变化规律与循环伏安曲线的敏化度值的变化规律相同，可以通过观察腐蚀形貌图初步判断待测奥氏体不锈钢样品的敏化性。

[0054] 对比例1

[0055] 用于说明本发明检验奥氏体不锈钢晶间腐蚀敏感性的方法，

[0056] 配制电解液：将硫酸和硫氰化钾混合形成硫酸浓度为0.5mol/L，硫氰化钾浓度为1.0mol/L的电解液；

[0057] 制备对比工作电极：分别在前述待测奥氏体不锈钢样品1-3中镶嵌环氧树脂(亚美凯新材料有限公司的环氧树脂，型号E44)制备待测对比工作电极1-3，并对所制备的待测对比工作电极1-3采用砂纸进行逐级打磨，然后经机械抛光并用酒精清洗工作面。

[0058] 循环伏安曲线建立：分别采用前述制备的待测对比工作电极1-3与电解液建立三电极体系(辅助电极为铂片电极，参比电极为饱和甘汞电极)，在室温条件下，采用电化学测量仪进行动电位扫描，从自腐蚀电位开始，以100mV/min的扫描速率正向扫描至钝化300mV后，再以同样的扫描速率反向扫描至自腐蚀电位，获得循环伏安曲线。所建立的循环伏安曲线如图7-9所示，采用电化学测量仪进行动电位扫描后对比工作电极1-3的腐蚀形貌图如10-12所示。

[0059] 根据所获得的循环伏安曲线7-9，获取活化电流 (曲线峰值)和再活化电流Ir(曲线峰值)，并根据公式 的计算奥氏体不锈钢的敏化度，测试结果如下表所示。

[0060]

[0061] 由图7-9所示的循环伏安曲线和上表中敏化度值Ra可知，对比工作电极2所对应的循环伏安曲线(图8)的敏化度值最大，而对比工作电极1和3所对应的循环伏安曲线(图7和图9)的敏化度值差不多，都小于对比工作电极2所对应的循环伏安曲线(图8)的敏化度值；在图10-12所示的腐蚀形貌图中，对比工作电极1-3所对应的腐蚀形貌图(图10-图12)均相似。

[0062] 由上述数据可知，在采用现有电解液时，对于采用经不同敏化时间处理得到的待测奥氏体不锈钢样品，循环伏安曲线得出的敏化度值是先增大后减小；而腐蚀形貌的晶界宽度基本相同，难以分辨。可见采用现有技术的方法的奥氏体不锈钢的腐蚀形貌图的变化规律与循环伏安曲线的敏化度值的变化规律不同，不能通过观察腐蚀形貌图初步判断待测奥氏体不锈钢样品的敏化性，这就造成了在判断不同奥氏体不锈钢晶间腐蚀敏感性时，对敏化度值的过度依赖性。

[0063] 对照根据本发明的实施例1与根据现有技术的对比例1可知，在本发明通过引入新的电解液，能够促使敏化度不同的奥氏体不锈钢在经动电位扫描处理后的腐蚀形貌图中晶界的尺寸发生变化，有利于更好的直观区分不同敏化度，以判别奥氏体不锈钢的晶间敏感性；降低在判断不同奥氏体不锈钢晶间腐蚀敏感性时，对敏化度值的过度依赖性，避免因敏化度值错误或丢失所引起的不必要后果。

[0064] 当然，以上是本发明的优选实施方式。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明基本原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。