在(zai) Cr20Ni25Mo3Cu3NbZrN不(bu)銹鋼中加(jia)入微量的(de)合金元素(su)Nb、Zr,在(zai)硫酸(suan)(suan)溶液(ye)中有很(hen)好的(de)自(zi)鈍化(hua)(hua)性(xing)。硫酸(suan)(suan)是(shi)一種(zhong)強腐(fu)(fu)蝕性(xing)介質，隨著濃度和溫度的(de)不(bu)同(tong)，其腐(fu)(fu)蝕性(xing)有著強烈的(de)變化(hua)(hua)，即使(shi)較為知名的(de)香蕉視頻app破解碼:不銹鋼也不能適應這種變(bian)化(hua)的需(xu)要。合金元素(su)的加(jia)入，合金元素(su)產生(sheng)的復合效應，促進表面膜(mo)(mo)的成(cheng)長(chang)，改變(bian)了表面膜(mo)(mo)的性(xing)能，提高(gao)了耐(nai)蝕性(xing)。孔煥文等人用橢圓術(shu)和電化(hua)學相結合的方法對上述不銹鋼在(zai)硫酸中(zhong)的鈍化(hua)膜(mo)(mo)成(cheng)長(chang)情況進行研究。
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. 橢圓術研(yan)究(jiu)實(shi)驗
a. 橢圓偏振儀
自動(dong)橢圓偏(pian)(pian)振(zhen)儀(yi)系氨(an)-氖激光(guang)管，波長為(wei)6328?(1A=10-10m),入(ru)射角(jiao)選用70°(可調(diao)節）。用微機控(kong)制P、A兩臺步(bu)(bu)進馬達帶(dai)動(dong)起(qi)偏(pian)(pian)器和檢偏(pian)(pian)器，找(zhao)出最佳的(de)消光(guang)狀態。其(qi)步(bu)(bu)驟是固定A,轉(zhuan)(zhuan)動(dong)P,找(zhao)到光(guang)強(qiang)(qiang)最小點，找(zhao)到后，固定P,再轉(zhuan)(zhuan)動(dong)A，如此反復進行，直(zhi)到A、P均處于使光(guang)強(qiang)(qiang)最小的(de)位置(zhi)。圖6-18為(wei)橢圓偏(pian)(pian)振(zhen)儀(yi)自動(dong)化裝置(zhi)示意圖。
b. 電解池(chi)
電(dian)解池用有機玻(bo)(bo)璃制成，在入(ru)射光和反射光的(de)通(tong)道部分，鑲嵌(qian)著 3cm 石英玻(bo)(bo)璃圓(yuan)片。電(dian)解池蓋上開有4個(ge)孔。工作(zuo)電(dian)極(ji)(ji)（試樣）、輔助電(dian)極(ji)(ji)（鉑）和參比電(dian)極(ji)(ji)（飽和甘汞電(dian)極(ji)(ji)）均(jun)由孔引出，輔助電(dian)極(ji)(ji)為環(huan)形鉑絲，置(zhi)于電(dian)解池底部，一孔通(tong)入(ru)純(chun)氬(ya)，以驅除溶液里的(de)氧(yang)。
c. 試樣(yang)
15mm的(de)不銹(xiu)鋼棒成1~1.5mm厚(hou)的(de)薄片，焊接一(yi)根螺旋式的(de)銅絲，用(yong)聚氯乙烯(xi)加熱熔化進(jin)行鑲嵌，從側面引出銅絲，再裝上(shang)塑料套管，套管和聚氯乙烯(xi)聯結處(chu)用(yong)膠黏劑涂封，干后將試(shi)樣表面拋光，至光潔度為 Ra 0.4μm ，用(yong)去離子水及酒精沖洗待用(yong)。
不(bu)銹鋼中含(han)合(he)金成分如下： 鉻：20%、鎳(nie)：25% 、鉬：3% 、鈮：0.05%~0.07% 鋯(gao)：0.34% 氮：0.16%
d. 溶液
用(yong)分析純硫酸和(he)去離子水配成10%(質量分數(shu)）、20%(質量分數(shu)）、30%(質量分數(shu)）濃度(du)的(de)硫酸溶(rong)液(ye)，依(yi)次(ci)將溶(rong)液(ye)移入電解池內，通(tong)入純氬(ya)氣，趕走(zou)溶(rong)液(ye)里的(de)氧氣，操(cao)作在室(shi)溫下進行。
e. 用(yong)陰(yin)極還原法除去(qu)試樣(yang)表面的氧化(hua)膜
在自(zi)腐蝕電(dian)位負(fu)移(yi)400mV,通過橢(tuo)圓(yuan)(yuan)儀進行消光(guang)觀(guan)察(cha)。在一(yi)(yi)定的(de)間(jian)隔時(shi)(shi)間(jian)內(nei)，測定橢(tuo)圓(yuan)(yuan)儀參(can)數Δ和ψ值，Δ和ψ作為時(shi)(shi)間(jian)的(de)函數，直到(dao)Δ和φ值基(ji)本上不再變化(hua)(hua)(hua)，這時(shi)(shi)可認為氧化(hua)(hua)(hua)膜已(yi)(yi)去除，求出基(ji)體金屬的(de)光(guang)學(xue)常(chang)數。因為，一(yi)(yi)種(zhong)金屬的(de)光(guang)學(xue)常(chang)數只有一(yi)(yi)個，當氧化(hua)(hua)(hua)物被(bei)還原時(shi)(shi)，鈍化(hua)(hua)(hua)層相應(ying)的(de)更薄，而Δ和ψ值也隨著變化(hua)(hua)(hua)。所以，一(yi)(yi)旦Δ和ψ是常(chang)數值時(shi)(shi)，即認為氧化(hua)(hua)(hua)膜已(yi)(yi)去除。
該(gai)鋼的(de)(de)陰極(ji)還原時間約(yue)30min。Cr20Ni25Mo3Cu3NbZrN 不銹鋼在(zai)10%硫酸(suan)溶液中(zhong)經陰極(ji)還原，測得無膜(mo)的(de)(de)光學(xue)常數(shu)是n1=2.163-3.006i。10%硫酸(suan)溶液的(de)(de)折射系數(shu)為(wei)no=1.346。
在(zai)不同硫(liu)酸濃度溶(rong)液(ye)中鈍化(hua)膜的厚(hou)度，如(ru)圖6-19所示，隨著硫(liu)酸溶(rong)液(ye)濃度的增加（10%~30%),鈍化(hua)膜的厚(hou)度相應變薄。
2. 在恒定電(dian)位(wei)下橢(tuo)圓(yuan)儀參數Δ和y時間函數曲線的(de)規律
圖6-20為(wei)試(shi)樣在(zai)(zai)10%硫酸中(zhong)，橢圓儀(yi)參數(shu)(shu)Δ和(he)ψ作(zuo)為(wei)時(shi)間(jian)的(de)(de)函數(shu)(shu)曲線圖。從(cong)橢圓參數(shu)(shu)可以(yi)看(kan)出，在(zai)(zai)10%濃度(du)的(de)(de)硫酸溶(rong)液中(zhong)，無(wu)膜(mo)(mo)(mo)(mo)鋼的(de)(de)表(biao)(biao)面上先生成(cheng)一層(ceng)鈍化(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)，隨即該鈍化(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)按對數(shu)(shu)規律(lv)成(cheng)長(chang)，這說明鈍化(hua)膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)性質已改變，膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)組(zu)分(fen)(fen)也已改變，這是由于微量合(he)金元素(su)(su)的(de)(de)富(fu)集所致的(de)(de)。因為(wei)在(zai)(zai)剛(gang)開始富(fu)集時(shi)，表(biao)(biao)面膜(mo)(mo)(mo)(mo)內富(fu)集的(de)(de)合(he)金元素(su)(su)成(cheng)分(fen)(fen)較少，隨著時(shi)間(jian)的(de)(de)增長(chang)，富(fu)集量越來(lai)越多，一旦富(fu)集到一定(ding)的(de)(de)量時(shi)，導致橢圓參數(shu)(shu)發(fa)生突變。
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%硫酸溶液(ye)中(zhong)，恒定電(dian)(dian)位分別在(zai)(zai)(zai)-20mV、＋350mV、＋900mV時(shi)，參數(shu)(shu)Δ和φ作(zuo)為(wei)時(shi)間的函數(shu)(shu)曲(qu)(qu)線。在(zai)(zai)(zai)10%度的硫酸溶液(ye)中(zhong)，恒電(dian)(dian)位儀分別控制(zhi)在(zai)(zai)(zai)-20mV、＋350mV、＋900mV時(shi)，橢(tuo)圓參數(shu)(shu)隨(sui)著(zhu)時(shi)間變化(hua)的規律(lv)(lv)表(biao)明(ming)，鈍(dun)化(hua)膜成長的動力(li)是循著(zhu)對數(shu)(shu)規律(lv)(lv)的，并(bing)由(you)曲(qu)(qu)線的斜率可知鈍(dun)化(hua)速(su)(su)率r1和溶解速(su)(su)率r2的差異。由(you)圖(tu)(tu)6-21可知，將(jiang)電(dian)(dian)位控制(zhi)在(zai)(zai)(zai) -20mV時(shi)，鈍(dun)化(hua)膜成長的動力(li)循著(zhu)對數(shu)(shu)規律(lv)(lv)緩慢的增(zeng)厚。這意味著(zhu)在(zai)(zai)(zai)該電(dian)(dian)位下，鈍(dun)化(hua)速(su)(su)率r1略大于(yu)溶解速(su)(su)率r2。而將(jiang)電(dian)(dian)位恒定在(zai)(zai)(zai)＋350mV時(shi)，鈍(dun)化(hua)膜成長的曲(qu)(qu)線越陡，見圖(tu)(tu)6-22。這說明(ming)鈍(dun)化(hua)速(su)(su)率r1遠遠大于(yu)溶解速(su)(su)率r2。由(you)圖(tu)(tu)6-24可知，＋350mV正處于(yu)穩定鈍(dun)化(hua)區。
從圖(tu)(tu)(tu)(tu) 6-20 、圖(tu)(tu)(tu)(tu) 6-21 、圖(tu)(tu)(tu)(tu) 6-22、圖(tu)(tu)(tu)(tu) 6-23 的曲線上判斷，由于微量合金元(yuan)素的富集(ji)，不銹鋼具有雙(shuang)層(ceng)氧化膜結構。
由橢圓術(shu)和(he)電化(hua)學相結合的(de)(de)(de)方法研究(jiu)表明，該鋼在硫酸溶液中，在不(bu)同的(de)(de)(de)電位下(xia)皆有自鈍(dun)化(hua)性(xing)，而且能夠生成致密(mi)完整的(de)(de)(de)鈍(dun)化(hua)層，具有優異的(de)(de)(de)保護性(xing)。
用(yong)失重法的實驗結(jie)(jie)果如下(xia)，兩(liang)者的結(jie)(jie)果甚為(wei)吻合。10%硫酸溶(rong)液中(zhong)的腐蝕速率為(wei)0.30g/(㎡·h)。該不銹鋼(gang)在硫酸工(gong)程上實際(ji)應用(yong)中(zhong)有優(you)良的抗蝕性。
