【文章內(nèi)容簡介】 測試實(shí)驗(yàn)中，工作電極的電位以10 mV/s 到 200 mV/s 的掃描速度隨時間線性變化(圖18(a))，在此同時記錄在不同電位下的電流(圖18(b))。1Cr17不銹鋼是一種耐蝕性良好的通用鋼種。硼是一種微合金化元素，其在鋼中的作用一直受到材料研究者的關(guān)注，但微量硼對鐵素體不銹鋼的影響尚未有人研究過。本試驗(yàn)用真空重熔的方法在1Cr17不銹鋼中加入不同比分的微量硼元素（加入量0ppm、16ppm、22ppm、28ppm）,經(jīng)鑄造后，研究硼元素對1Cr17不銹鋼點(diǎn)蝕行為的影響。這樣就可以讓人們更好的了解1Cr17不銹鋼的耐蝕特性。，掌握以下內(nèi)容：①鐵素體不銹鋼的組織、性能特點(diǎn)及熱處理；②全面了解硼元素在鋼中的作用，尤其是對耐蝕性能的影響；③全面掌握不銹鋼點(diǎn)蝕的各種機(jī)理；④全面掌握影響點(diǎn)蝕的各種因素；⑤掌握不銹鋼的電化學(xué)腐蝕原理，掌握極化曲線，陽極極化曲線反應(yīng)的各參數(shù)的含義及點(diǎn)蝕電位的測量方法；⑥掌握評價點(diǎn)蝕敏感性各種實(shí)驗(yàn)方法和相關(guān)指標(biāo)。，參與確定技術(shù)路線，制定技術(shù)方案，完成該課題的試驗(yàn)。，利用金相顯微鏡及SEM分析腐蝕形貌。，得出研究目標(biāo)所要求的結(jié)論。第二章 試驗(yàn)過程（流程圖）鑄造真空冶煉化成分析稱重、測量尺寸配制電化學(xué)腐蝕液稱 重腐蝕式樣測量尺寸拍 照切割、磨制試樣金相分析電化學(xué)實(shí)驗(yàn)SEM、EDS、TEM分析數(shù)據(jù)分析 四種成分的不銹鋼要求采用同樣的冶煉工藝，即加熱時采用的功率、加熱時間、加入氬氣的時間及壓力、加入硼鐵后的均溫時間，澆注后到出爐的時間等保持相同。102Pa，開始通電升溫，采用功率15KW，4分鐘后升到30KW，再過4分鐘后升到38KW，加熱到發(fā)紅時，102Pa，停止抽真空通入氬氣保護(hù)，,等試樣全部熔化后加入硼鐵，經(jīng)電磁攪拌8分鐘使合金元素均勻化后，在真空下澆鑄至鑄模。在爐中冷卻約30分鐘后出爐。出爐后再冷卻10分鐘后倒出鑄模。 鑄模要求：用鋯英砂醇基快干涂料（已有）刷23毫米厚，烘干即可。扒皮切頭取化分樣：每個試樣出爐后尺寸約為φ103110mm，扒皮后約為φ95φ92，上半部分有縮孔，切頭后約有5560mm長無缺陷。從上半部分切去鑄態(tài)金相、腐蝕、硬度試樣，下半部分（無缺陷部分）鍛后切取各種試樣化分樣從扒皮后的圓柱表面車取即可。 本實(shí)驗(yàn)利用分光光度法對加B的1Cr17不銹鋼進(jìn)行化學(xué)分析。分光光度法是通過測定被測物質(zhì)在特定波長處或一定波長范圍內(nèi)光的吸收度，對該物質(zhì)進(jìn)行定性和定量分析的方法。表21分光光度法測得的1Cr17不銹鋼內(nèi)化學(xué)元素及含量試樣編號CSiMnPSNiCr0PPM ZT01 ZT02 ZT03試樣編號CuMoVAlNbBN0PPM0ppmZT01 16ppmZT0226ppmZT0328ppm對鍛造及熱處理后的式樣進(jìn)行扒皮切頭后，在半徑的1/2處取樣。沖擊試樣尺寸:取一個15156的試樣；浸泡腐蝕試樣：每個相同樣上去2個20204的平衡樣；電化學(xué)腐蝕試樣：每個相同樣上去2個Φ108的平衡樣。首先將取好的試樣在金相實(shí)驗(yàn)室依次用型號為w50，w20，w7的砂紙磨光，直到?jīng)]有較深的劃痕；然后將試樣在拋光機(jī)上拋光，直到表面光亮有很好的鏡面效果。最后用氯化高鐵溶液（濃度）腐蝕試樣，直到在光學(xué)顯微鏡100倍、400倍下能看清組織。2．浸泡腐蝕試樣的制備首先將取好的試樣在金相實(shí)驗(yàn)室依次用型號為w50，w20，w7的砂紙磨光，直到?jīng)]有較深的劃痕；然后將試樣在拋光機(jī)上拋光，直到表面光亮有很好的鏡面效果。最后用濃度為5%的硫酸溶液腐蝕試樣，直到在光學(xué)顯微鏡100倍、400倍下能看清組織。3電化學(xué)腐蝕試樣的制備首先將取好的試樣在金相實(shí)驗(yàn)室依次用型號為w50，w20，w7的砂紙磨光，直到?jīng)]有較深的劃痕；然后將試樣在拋光機(jī)上拋光，直到表面光亮有很好的鏡面效果。 光學(xué)顯微鏡能夠在較低的放大倍數(shù)下比較清楚的看到腐蝕樣的組織特點(diǎn)，以及夾雜物的分布，且成本低廉。，以及碳化物的分布、數(shù)量、和形貌。 SEM（掃描電鏡）分析 經(jīng)拋光腐蝕后金相樣品的二次電子相分辨率及立體感遠(yuǎn)好于光學(xué)金相照片。原子序數(shù)對背散射電子產(chǎn)額比較敏感。在原子序數(shù)Z小于40的范圍內(nèi)，背散射電子的產(chǎn)額對原子序數(shù)十分敏感。在進(jìn)行分析時，樣品上原子序數(shù)較高的區(qū)域由于收集到得背散射電子數(shù)量多，故熒光屏上的圖像較亮。因此利用原子序數(shù)造成的襯度變化可以對各種金屬和合金進(jìn)行定性的成分分析。樣品中重元素區(qū)域相對于圖像上是亮區(qū)，而氫元素區(qū)域則為暗區(qū)。利用原子序數(shù)襯度來分析晶界上或晶粒內(nèi)部不同種類的析出相是十分有效的。因?yàn)槲龀鱿喑煞植煌ぐl(fā)出的背散射電子數(shù)量也不同，致使掃描電子顯微圖像上出現(xiàn)亮度上的差別。從亮度上的差別，我們就可以根據(jù)樣品的原始資料定性的判定析出物相的類型。本實(shí)驗(yàn)采用（JSM6700F）掃描電鏡，鑄態(tài)試樣中各相的形態(tài)數(shù)量和分布（鑄態(tài)碳化物的位置、大小、數(shù)量）。 EDS（能譜儀）分析 經(jīng)拋光腐蝕后金相樣品的二次電子相分辨率及立體感遠(yuǎn)好于光學(xué)金相照片。原子序數(shù)對背散射電子產(chǎn)額比較敏感。在原子序數(shù)Z小于40的范圍內(nèi)，背散射電子的產(chǎn)額對原子序數(shù)十分敏感。在進(jìn)行分析時，樣品上原子序數(shù)較高的區(qū)域由于收集到得背散射電子數(shù)量多，故熒光屏上的圖像較亮。因此利用原子序數(shù)造成的襯度變化可以對各種金屬和合金進(jìn)行定性的成分分析。樣品中重元素區(qū)域相對于圖像上是亮區(qū)，而氫元素區(qū)域則為暗區(qū)。利用原子序數(shù)襯度來分析晶界上或晶粒內(nèi)部不同種類的析出相是十分有效的。因?yàn)槲龀鱿喑煞植煌?，激發(fā)出的背散射電子數(shù)量也不同，致使掃描電子顯微圖像上出現(xiàn)亮度上的差別。從亮度上的差別，我們就可以根據(jù)樣品的原始資料定性的判定析出物相的類型。本實(shí)驗(yàn)采用（EPMA1600）能譜儀，鑄態(tài)試樣中各相的形態(tài)數(shù)量和分布（鑄態(tài)碳化物的位置、大小、數(shù)量）。 FeCl3浸泡腐蝕試驗(yàn)方法 本試驗(yàn)方法適用于評價不銹鋼在6％三氯化鐵溶液中的耐點(diǎn)蝕性能，測出不銹鋼在氯離子介質(zhì)中的腐蝕速率。用符合GB/，把符合HG/，配制成6％三氯化鐵溶液。圖21實(shí)驗(yàn)支架使用玻璃制的燒杯等作為試驗(yàn)容器，推薦使用按圖1制作的實(shí)驗(yàn)支架。支架用聚氯乙烯塑料管或玻璃管制成，試樣能水平的放置在S、T、W三個頂端上。三個頂端要磨尖。以試樣能大致處在溶液中間部位來確定支架高度h。支架側(cè)面鉆適當(dāng)大小的q、r二孔使溶液能夠?qū)α?。采用能使試?yàn)溶液保持在規(guī)定溫度的恒溫槽。％氯化鈉溶液中的點(diǎn)蝕電位、保護(hù)電位及其差值。﹪氯化鈉溶液，用符合GB/T1266規(guī)定的分析純氯化鈉35g溶于965mL蒸餾水或去離子水中配制而成。由恒電位儀、電位掃描裝置、記錄儀、玻璃電解槽(容積大于300 ml)和恒溫槽等組成。參比電極推薦用甘汞電極或氯化銀電極，輔助電極用鉑電極或石墨電極。輔助電極的面積至少是工作電極而積的2倍。但是在對比試驗(yàn)中，每次試驗(yàn)的參比電極和輔助電極應(yīng)分別一致。 先對腐蝕過后的試樣進(jìn)行宏觀形貌觀察，將其放在低倍顯微鏡或直接用肉眼來觀察，看其表面的點(diǎn)蝕坑數(shù)量及蝕坑深度，從而計(jì)算出點(diǎn)蝕因子。再對試樣進(jìn)行微觀形貌觀察，觀察其微觀組織的變化，分析變化原因及硼元素對組織變化的影響。第三章 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析 （a）0ppm （b） 16ppm （c）22ppm （d） 28ppm圖31鑄態(tài)點(diǎn)蝕宏觀形貌試樣在50177。1℃的6%三氯化鐵點(diǎn)蝕溶液中浸泡24 h后，宏觀上試樣表面看不到明顯的點(diǎn)蝕痕跡。但發(fā)現(xiàn)不含B和含B 16ppm的試樣腐蝕面失去金屬光澤，含B 22ppm和28ppm的試樣仍有光澤，是因?yàn)榍皟烧甙l(fā)生了全面腐蝕和點(diǎn)蝕，后兩者則以點(diǎn)蝕和晶間腐蝕為主的緣故。將鑄態(tài)試樣用線切割切成20204mm的腐蝕試樣，每個樣取兩塊，用金相砂紙從粗到細(xì)將六個面磨光后拋光，在6%三氯化鐵水溶液中進(jìn)行腐蝕試驗(yàn)，腐蝕速率如表31所示（表中數(shù)據(jù)均為兩個試樣的平均值），表31浸泡平均腐蝕速率（g/（hm3））硼含量/ppm腐蝕失重/g表面積/mm2厚度變換/mm平均腐蝕速率0162228根據(jù)表中數(shù)據(jù)作出下圖，圖32硼與平均腐蝕速率點(diǎn)線圖根據(jù)圖32所示，說明隨著B含量的增加，腐蝕速率不斷加快，當(dāng)B含量達(dá)到16ppm左右時腐蝕速率加快程度比之前明顯加大，當(dāng)B含量達(dá)到22ppm左右時腐蝕速率開始明顯降低。腐蝕速率大說明不銹鋼耐點(diǎn)蝕性能下降，則上圖說明不銹鋼中硼含量的增加，總的來說使其耐點(diǎn)蝕性能下降。 硼含量分別為0、12％的氯化鈉介質(zhì)中的極化曲線如圖32所示，（a）0ppm （b） 16ppm （c）22ppm （d） 28ppm圖33四種試樣的極化曲線從圖32中，利用Origin 及電化學(xué)軟件 Chi可測出不同硼含量的試樣的自腐蝕電位及自腐蝕電流，表32不同試樣的自腐蝕電流及電位硼含量/ppm擊穿電位E＇/V自腐蝕電位E/V自腐蝕電流I/A0107161062210628106由上表中數(shù)據(jù)可計(jì)算出自腐蝕電流密度I′和極化電阻R，I′=I/10mm2， R= ba*bc/(ba+bc)*I，式中ba、bc分別表示陰極極化曲線和陽極極化曲線常用對數(shù)的Tafel斜率，I為自腐蝕電流，表33不同試樣的自腐蝕電流密度和極化電阻硼含量/ppm自腐蝕電流密度I′/μA/cm2極化電阻R/Ωcm20106161062210628106由表32及33中數(shù)據(jù)作出如下曲線， 圖34硼含量與自腐蝕電位關(guān)系點(diǎn)線圖 圖35硼含量與自腐蝕電流密度關(guān)系點(diǎn)線圖 從上圖可以看出，隨著硼含量的增加，自腐蝕電位與自腐蝕電流都呈上升趨勢；當(dāng)硼含量達(dá)到16ppm且繼續(xù)增加時，自腐蝕電位與自腐蝕電流都開始下降，但自腐蝕電位下降較為劇烈；當(dāng)硼含量超過22ppm時，自腐蝕電流略有升高，但自腐蝕電位卻呈下降趨勢。擊穿電位大、自腐蝕電位大、自腐蝕電流密度小，說明不銹鋼不容易發(fā)生點(diǎn)蝕；反之，則說明不銹鋼容易發(fā)生點(diǎn)蝕。極化電阻大說明不銹鋼不容易發(fā)生點(diǎn)蝕；反之，則說明不銹鋼容易發(fā)生點(diǎn)蝕。而硼含量的增加使擊穿電位降低、自腐蝕電位降低、自腐蝕電流密度加大、極化電阻減小，說明硼含量的增加使不銹鋼更容易發(fā)生點(diǎn)蝕行為，即對點(diǎn)蝕的敏感性升高。％的氯化鈉介質(zhì)中的循環(huán)陽極曲線如下圖所示，圖36四種試樣的循環(huán)陽極曲線根據(jù)圖36測得四種試樣的點(diǎn)蝕電位、保護(hù)點(diǎn)位及其差值列于下表中，表34四種試樣的點(diǎn)蝕電位、保護(hù)點(diǎn)位及其差值硼含量/ppm點(diǎn)蝕電位Eb/V保護(hù)電位Ep/VEbEp0162228根據(jù)表中數(shù)據(jù)作出硼元素含量關(guān)于點(diǎn)蝕電位、保護(hù)點(diǎn)位及其差值的點(diǎn)線圖，圖