在(zai)(zai) Cr20Ni25Mo3Cu3NbZrN不銹鋼(gang)中(zhong)加入微量的(de)合金元(yuan)素Nb、Zr,在(zai)(zai)硫酸(suan)溶液中(zhong)有很好的(de)自鈍化性(xing)。硫酸(suan)是一(yi)種強(qiang)腐(fu)蝕性(xing)介質(zhi)，隨著濃度(du)和(he)溫度(du)的(de)不同(tong)，其腐(fu)蝕性(xing)有著強(qiang)烈的(de)變化，即使較為知名的(de)高清下載香蕉視頻app蘋果:不銹鋼也不能適應這種(zhong)變化的需要(yao)。合金元(yuan)素的加入，合金元(yuan)素產(chan)生的復合效應，促進表面(mian)膜的成長，改變了表面(mian)膜的性能，提高了耐蝕(shi)性。孔煥文等人(ren)用橢圓術和電化學相結(jie)合的方法(fa)對上述不銹鋼在硫酸中的鈍化膜成長情況進行(xing)研究。

  實驗表明，在不同電位下，鈍化速率和溶解速率相應變化，同時，因硫酸濃度不同，變化值有著明顯的差異。在10%~30%的硫酸溶液中，皆能生成致密完整的鈍化膜，并具有雙層氧化膜結構，不銹鋼鈍化膜的厚度為3~5nm。

1. 橢(tuo)圓術研究實驗

 a. 橢(tuo)圓偏振儀

  自動(dong)橢圓偏振儀系氨-氖(nai)激(ji)光(guang)(guang)管，波長為6328?(1A=10-10m),入射角(jiao)選用70°(可調節）。用微機控制(zhi)P、A兩臺步進馬達帶(dai)動(dong)起(qi)偏器和檢偏器，找(zhao)出最(zui)佳的消光(guang)(guang)狀態。其步驟(zou)是固定(ding)A,轉(zhuan)動(dong)P,找(zhao)到(dao)光(guang)(guang)強(qiang)最(zui)小點，找(zhao)到(dao)后，固定(ding)P,再轉(zhuan)動(dong)A，如此(ci)反復(fu)進行，直到(dao)A、P均處于使光(guang)(guang)強(qiang)最(zui)小的位置。圖(tu)6-18為橢圓偏振儀自動(dong)化裝置示意圖(tu)。

 b. 電(dian)解池

  電(dian)(dian)(dian)解(jie)池(chi)(chi)用有機玻璃制成(cheng)，在入射(she)光和反射(she)光的(de)通(tong)道部(bu)分，鑲嵌(qian)著 3cm 石英玻璃圓片。電(dian)(dian)(dian)解(jie)池(chi)(chi)蓋上開有4個孔(kong)。工作電(dian)(dian)(dian)極(ji)（試(shi)樣）、輔(fu)助電(dian)(dian)(dian)極(ji)（鉑(bo)）和參比電(dian)(dian)(dian)極(ji)（飽和甘汞(gong)電(dian)(dian)(dian)極(ji)）均由孔(kong)引出，輔(fu)助電(dian)(dian)(dian)極(ji)為環形鉑(bo)絲，置于電(dian)(dian)(dian)解(jie)池(chi)(chi)底(di)部(bu)，一孔(kong)通(tong)入純氬(ya)，以驅除(chu)溶液里的(de)氧(yang)。

c. 試樣

  15mm的(de)不銹鋼棒成1~1.5mm厚的(de)薄(bo)片，焊接一根螺旋式的(de)銅絲，用(yong)(yong)聚氯乙(yi)烯加熱熔(rong)化進行鑲嵌，從側面引出銅絲，再(zai)裝上塑料套管，套管和聚氯乙(yi)烯聯結處用(yong)(yong)膠黏(nian)劑涂封，干后將試樣(yang)表面拋光(guang)(guang)，至光(guang)(guang)潔度為(wei) Ra 0.4μm ，用(yong)(yong)去離子水及酒精(jing)沖洗待(dai)用(yong)(yong)。

  不銹鋼中含合金成分如(ru)下(xia)：  鉻(ge)：20%、鎳：25% 、鉬：3% 、鈮：0.05%~0.07% 鋯：0.34%  氮：0.16%

 d. 溶液(ye)

 用分(fen)析純硫(liu)酸(suan)(suan)和去離子水(shui)配(pei)成(cheng)10%(質量(liang)分(fen)數）、20%(質量(liang)分(fen)數）、30%(質量(liang)分(fen)數）濃度的(de)硫(liu)酸(suan)(suan)溶(rong)(rong)液，依(yi)次將溶(rong)(rong)液移入電解池(chi)內，通入純氬氣，趕(gan)走溶(rong)(rong)液里的(de)氧氣，操作在(zai)室溫下進行。

 e. 用陰極(ji)還原法除去試樣表面的氧化膜

  在自(zi)腐蝕電(dian)位負移400mV,通過橢圓(yuan)儀進行消光(guang)觀察。在一(yi)定的(de)間(jian)隔時間(jian)內(nei)，測定橢圓(yuan)儀參數(shu)Δ和ψ值(zhi)，Δ和ψ作為(wei)時間(jian)的(de)函(han)數(shu)，直到(dao)Δ和φ值(zhi)基本上不再變化(hua)，這(zhe)時可認為(wei)氧(yang)化(hua)膜已去(qu)除，求(qiu)出基體金屬(shu)的(de)光(guang)學(xue)常(chang)數(shu)。因為(wei)，一(yi)種金屬(shu)的(de)光(guang)學(xue)常(chang)數(shu)只有一(yi)個，當氧(yang)化(hua)物被還原時，鈍(dun)化(hua)層相應的(de)更薄，而Δ和ψ值(zhi)也隨著變化(hua)。所(suo)以，一(yi)旦(dan)Δ和ψ是常(chang)數(shu)值(zhi)時，即認為(wei)氧(yang)化(hua)膜已去(qu)除。

  該鋼的(de)陰(yin)極還原時間約(yue)30min。Cr20Ni25Mo3Cu3NbZrN 不銹鋼在10%硫(liu)酸(suan)(suan)溶液中經陰(yin)極還原，測得無膜的(de)光學常(chang)數是(shi)n1=2.163-3.006i。10%硫(liu)酸(suan)(suan)溶液的(de)折射系數為no=1.346。

  在(zai)不(bu)同(tong)硫(liu)酸濃度溶液(ye)(ye)中鈍(dun)化膜(mo)的厚(hou)度，如圖(tu)6-19所示，隨著硫(liu)酸溶液(ye)(ye)濃度的增加（10%~30%),鈍(dun)化膜(mo)的厚(hou)度相應變薄。

2. 在恒定電位下橢圓儀參數Δ和y時間(jian)函數曲線的規律(lv)

  圖(tu)6-20為試樣在10%硫酸(suan)中(zhong)，橢(tuo)圓(yuan)儀參(can)數Δ和ψ作為時(shi)(shi)間的(de)(de)函數曲線圖(tu)。從橢(tuo)圓(yuan)參(can)數可以看出，在10%濃度(du)的(de)(de)硫酸(suan)溶液中(zhong)，無膜(mo)(mo)鋼的(de)(de)表(biao)面上先生(sheng)成一(yi)層鈍(dun)化膜(mo)(mo)，隨(sui)即該鈍(dun)化膜(mo)(mo)按對(dui)數規律成長(chang)，這(zhe)說明鈍(dun)化膜(mo)(mo)的(de)(de)性質(zhi)已改(gai)(gai)變，膜(mo)(mo)的(de)(de)組分(fen)也已改(gai)(gai)變，這(zhe)是由于微量合金(jin)元(yuan)素的(de)(de)富集所致的(de)(de)。因為在剛開始富集時(shi)(shi)，表(biao)面膜(mo)(mo)內富集的(de)(de)合金(jin)元(yuan)素成分(fen)較少，隨(sui)著時(shi)(shi)間的(de)(de)增長(chang)，富集量越(yue)(yue)來越(yue)(yue)多，一(yi)旦富集到一(yi)定的(de)(de)量時(shi)(shi)，導致橢(tuo)圓(yuan)參(can)數發生(sheng)突變。

   圖(tu)(tu)6-21、圖(tu)(tu)6-22、圖(tu)(tu)6-23所示為(wei)試樣在(zai)(zai)(zai)10%硫酸(suan)溶(rong)液中(zhong)，恒定電(dian)位分別(bie)在(zai)(zai)(zai)-20mV、＋350mV、＋900mV時(shi)(shi)，參數(shu)Δ和φ作為(wei)時(shi)(shi)間的(de)(de)函(han)數(shu)曲(qu)線。在(zai)(zai)(zai)10%度(du)的(de)(de)硫酸(suan)溶(rong)液中(zhong)，恒電(dian)位儀(yi)分別(bie)控制(zhi)在(zai)(zai)(zai)-20mV、＋350mV、＋900mV時(shi)(shi)，橢圓參數(shu)隨著(zhu)(zhu)(zhu)時(shi)(shi)間變化(hua)(hua)的(de)(de)規(gui)(gui)律(lv)表(biao)明，鈍化(hua)(hua)膜成長的(de)(de)動力是循著(zhu)(zhu)(zhu)對數(shu)規(gui)(gui)律(lv)的(de)(de)，并由曲(qu)線的(de)(de)斜率(lv)(lv)可知(zhi)鈍化(hua)(hua)速(su)率(lv)(lv)r1和溶(rong)解(jie)(jie)速(su)率(lv)(lv)r2的(de)(de)差(cha)異。由圖(tu)(tu)6-21可知(zhi)，將(jiang)電(dian)位控制(zhi)在(zai)(zai)(zai) -20mV時(shi)(shi)，鈍化(hua)(hua)膜成長的(de)(de)動力循著(zhu)(zhu)(zhu)對數(shu)規(gui)(gui)律(lv)緩(huan)慢的(de)(de)增厚(hou)。這意味(wei)著(zhu)(zhu)(zhu)在(zai)(zai)(zai)該電(dian)位下，鈍化(hua)(hua)速(su)率(lv)(lv)r1略大于(yu)溶(rong)解(jie)(jie)速(su)率(lv)(lv)r2。而將(jiang)電(dian)位恒定在(zai)(zai)(zai)＋350mV時(shi)(shi)，鈍化(hua)(hua)膜成長的(de)(de)曲(qu)線越陡(dou)，見圖(tu)(tu)6-22。這說(shuo)明鈍化(hua)(hua)速(su)率(lv)(lv)r1遠遠大于(yu)溶(rong)解(jie)(jie)速(su)率(lv)(lv)r2。由圖(tu)(tu)6-24可知(zhi)，＋350mV正處于(yu)穩定鈍化(hua)(hua)區。

  從圖 6-20 、圖 6-21 、圖 6-22、圖 6-23 的(de)曲線上判斷(duan)，由于微量合(he)金元素的(de)富集，不銹鋼(gang)具有雙層氧化膜結構。

  由橢圓術和電(dian)化(hua)(hua)學相結合的(de)方(fang)法研究(jiu)表明，該鋼在硫酸溶液(ye)中(zhong)，在不(bu)同的(de)電(dian)位下皆有自鈍化(hua)(hua)性(xing)，而且能夠生(sheng)成致密完整(zheng)的(de)鈍化(hua)(hua)層，具(ju)有優異(yi)的(de)保護性(xing)。

  用失重法的(de)(de)(de)實驗(yan)結(jie)果(guo)如(ru)下，兩者的(de)(de)(de)結(jie)果(guo)甚為吻合。10%硫(liu)酸(suan)溶液(ye)中的(de)(de)(de)腐蝕(shi)速率為0.30g/(㎡·h)。該不銹鋼(gang)在(zai)硫(liu)酸(suan)工(gong)程上實際應用中有優(you)良的(de)(de)(de)抗(kang)蝕(shi)性。