在 Cr20Ni25Mo3Cu3NbZrN不銹鋼(gang)中(zhong)加(jia)入微量的(de)合金元素Nb、Zr,在硫(liu)酸溶液中(zhong)有(you)很好(hao)的(de)自鈍化性。硫(liu)酸是一(yi)種強(qiang)腐蝕性介質(zhi)，隨著濃度(du)和(he)溫度(du)的(de)不同，其腐蝕性有(you)著強(qiang)烈的(de)變(bian)化，即使較為知(zhi)名(ming)的(de)在線亞洲日產一區二區:不銹鋼也不能適應(ying)這種變化的(de)(de)(de)需(xu)要。合(he)金(jin)元素的(de)(de)(de)加(jia)入，合(he)金(jin)元素產生的(de)(de)(de)復合(he)效應(ying)，促進表面膜的(de)(de)(de)成長，改變了表面膜的(de)(de)(de)性(xing)能，提高了耐蝕性(xing)。孔煥文(wen)等人(ren)用橢圓(yuan)術(shu)和電化學(xue)相(xiang)結合(he)的(de)(de)(de)方(fang)法對(dui)上述不銹鋼在硫酸中的(de)(de)(de)鈍化膜成長情(qing)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. 橢圓術研究(jiu)實驗

 a. 橢圓偏振儀

  自動橢(tuo)圓(yuan)偏振(zhen)儀系氨-氖激(ji)光管，波長為(wei)6328?(1A=10-10m),入(ru)射(she)角選(xuan)用(yong)70°(可調(diao)節）。用(yong)微機控(kong)制P、A兩臺步進馬達帶動起(qi)偏器和檢偏器，找出最佳(jia)的(de)消(xiao)光狀態。其(qi)步驟是(shi)固(gu)定(ding)A,轉動P,找到(dao)光強(qiang)最小(xiao)點(dian)，找到(dao)后，固(gu)定(ding)P,再轉動A，如(ru)此反(fan)復進行，直到(dao)A、P均(jun)處于使光強(qiang)最小(xiao)的(de)位(wei)置(zhi)。圖(tu)6-18為(wei)橢(tuo)圓(yuan)偏振(zhen)儀自動化裝置(zhi)示意圖(tu)。

 b. 電解池

  電(dian)解(jie)池(chi)(chi)用(yong)有機玻璃制成，在入射(she)光和(he)反射(she)光的通道(dao)部(bu)分(fen)，鑲嵌著(zhu) 3cm 石英玻璃圓片。電(dian)解(jie)池(chi)(chi)蓋上開有4個孔(kong)(kong)。工作電(dian)極(ji)(ji)（試樣）、輔(fu)助電(dian)極(ji)(ji)（鉑）和(he)參比電(dian)極(ji)(ji)（飽(bao)和(he)甘汞(gong)電(dian)極(ji)(ji)）均(jun)由孔(kong)(kong)引出(chu)，輔(fu)助電(dian)極(ji)(ji)為環形(xing)鉑絲(si)，置于電(dian)解(jie)池(chi)(chi)底部(bu)，一孔(kong)(kong)通入純(chun)氬，以驅除溶液里的氧。

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)聚(ju)氯(lv)乙烯加熱熔(rong)化進行(xing)鑲嵌，從側面引出(chu)銅絲，再裝上塑(su)料套管(guan)，套管(guan)和聚(ju)氯(lv)乙烯聯(lian)結處用(yong)膠(jiao)黏劑涂封，干后將試樣表(biao)面拋(pao)光(guang)，至光(guang)潔(jie)度為 Ra 0.4μm ，用(yong)去離子水(shui)及酒(jiu)精沖洗(xi)待用(yong)。

  不銹(xiu)鋼(gang)中含合金成(cheng)分如下：  鉻(ge)：20%、鎳：25% 、鉬：3% 、鈮：0.05%~0.07% 鋯：0.34%  氮：0.16%

 d. 溶液

 用分(fen)析純硫酸和去離子水配成10%(質量分(fen)數(shu)）、20%(質量分(fen)數(shu)）、30%(質量分(fen)數(shu)）濃度的(de)硫酸溶液(ye)，依次將(jiang)溶液(ye)移入電解池(chi)內，通入純氬氣，趕走(zou)溶液(ye)里的(de)氧氣，操作在(zai)室溫下進(jin)行。

 e. 用陰極還原法除去(qu)試樣(yang)表(biao)面(mian)的氧化(hua)膜(mo)

  在(zai)自腐蝕電(dian)位(wei)負移400mV,通過(guo)橢(tuo)圓儀進行消(xiao)光(guang)觀察。在(zai)一(yi)定的(de)間(jian)(jian)隔時(shi)間(jian)(jian)內，測(ce)定橢(tuo)圓儀參數(shu)Δ和ψ值(zhi)，Δ和ψ作為時(shi)間(jian)(jian)的(de)函數(shu)，直到Δ和φ值(zhi)基(ji)本(ben)上不再變(bian)化(hua)(hua)(hua)，這時(shi)可認為氧(yang)化(hua)(hua)(hua)膜(mo)已(yi)去除，求出基(ji)體金屬(shu)(shu)的(de)光(guang)學常數(shu)。因為，一(yi)種金屬(shu)(shu)的(de)光(guang)學常數(shu)只有一(yi)個，當氧(yang)化(hua)(hua)(hua)物被還原時(shi)，鈍化(hua)(hua)(hua)層相應的(de)更薄，而(er)Δ和ψ值(zhi)也隨(sui)著變(bian)化(hua)(hua)(hua)。所(suo)以，一(yi)旦(dan)Δ和ψ是常數(shu)值(zhi)時(shi)，即認為氧(yang)化(hua)(hua)(hua)膜(mo)已(yi)去除。

  該(gai)鋼的(de)陰極還原(yuan)時間(jian)約30min。Cr20Ni25Mo3Cu3NbZrN 不銹鋼在10%硫酸溶液中經陰極還原(yuan)，測得無膜的(de)光(guang)學常(chang)數是(shi)n1=2.163-3.006i。10%硫酸溶液的(de)折射系數為no=1.346。

  在不同硫酸濃(nong)度(du)溶(rong)(rong)液(ye)中鈍(dun)化(hua)膜(mo)的厚度(du)，如圖6-19所示(shi)，隨著(zhu)硫酸溶(rong)(rong)液(ye)濃(nong)度(du)的增加（10%~30%),鈍(dun)化(hua)膜(mo)的厚度(du)相應變薄。

2. 在恒(heng)定電位(wei)下橢圓儀(yi)參數(shu)Δ和y時間函數(shu)曲線的(de)規律

  圖6-20為(wei)試樣在(zai)10%硫酸中，橢圓(yuan)(yuan)儀參數(shu)Δ和(he)ψ作(zuo)為(wei)時(shi)間(jian)的(de)函數(shu)曲(qu)線圖。從橢圓(yuan)(yuan)參數(shu)可以看出，在(zai)10%濃度的(de)硫酸溶(rong)液(ye)中，無膜(mo)(mo)鋼的(de)表面上先(xian)生成一(yi)層鈍化膜(mo)(mo)，隨(sui)即該鈍化膜(mo)(mo)按對數(shu)規律成長，這說(shuo)明鈍化膜(mo)(mo)的(de)性質已改變，膜(mo)(mo)的(de)組分也已改變，這是由于(yu)微量合金元素的(de)富(fu)集(ji)所致的(de)。因(yin)為(wei)在(zai)剛(gang)開(kai)始富(fu)集(ji)時(shi)，表面膜(mo)(mo)內富(fu)集(ji)的(de)合金元素成分較(jiao)少，隨(sui)著時(shi)間(jian)的(de)增長，富(fu)集(ji)量越來越多，一(yi)旦富(fu)集(ji)到(dao)一(yi)定的(de)量時(shi)，導致橢圓(yuan)(yuan)參數(shu)發生突變。

   圖(tu)6-21、圖(tu)6-22、圖(tu)6-23所(suo)示為試樣在(zai)10%硫酸(suan)溶液中，恒(heng)定電位(wei)分(fen)別(bie)在(zai)-20mV、＋350mV、＋900mV時，參數(shu)Δ和(he)φ作為時間(jian)(jian)的(de)(de)(de)函(han)數(shu)曲線。在(zai)10%度的(de)(de)(de)硫酸(suan)溶液中，恒(heng)電位(wei)儀分(fen)別(bie)控制在(zai)-20mV、＋350mV、＋900mV時，橢圓參數(shu)隨著時間(jian)(jian)變(bian)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)規律表明，鈍化(hua)(hua)膜(mo)成(cheng)(cheng)長的(de)(de)(de)動力(li)是循(xun)著對(dui)數(shu)規律的(de)(de)(de)，并由(you)曲線的(de)(de)(de)斜率(lv)(lv)(lv)可知鈍化(hua)(hua)速(su)率(lv)(lv)(lv)r1和(he)溶解速(su)率(lv)(lv)(lv)r2的(de)(de)(de)差異。由(you)圖(tu)6-21可知，將電位(wei)控制在(zai) -20mV時，鈍化(hua)(hua)膜(mo)成(cheng)(cheng)長的(de)(de)(de)動力(li)循(xun)著對(dui)數(shu)規律緩慢(man)的(de)(de)(de)增厚。這意味著在(zai)該電位(wei)下，鈍化(hua)(hua)速(su)率(lv)(lv)(lv)r1略大于(yu)(yu)溶解速(su)率(lv)(lv)(lv)r2。而將電位(wei)恒(heng)定在(zai)＋350mV時，鈍化(hua)(hua)膜(mo)成(cheng)(cheng)長的(de)(de)(de)曲線越陡，見圖(tu)6-22。這說明鈍化(hua)(hua)速(su)率(lv)(lv)(lv)r1遠遠大于(yu)(yu)溶解速(su)率(lv)(lv)(lv)r2。由(you)圖(tu)6-24可知，＋350mV正處(chu)于(yu)(yu)穩定鈍化(hua)(hua)區。

  從(cong)圖(tu) 6-20 、圖(tu) 6-21 、圖(tu) 6-22、圖(tu) 6-23 的曲線上判斷，由(you)于微量(liang)合金元素的富集，不(bu)銹鋼(gang)具有雙層氧(yang)化膜(mo)結(jie)構。

  由(you)橢圓(yuan)術和電化(hua)學相結合的方法研究表明(ming)，該鋼在(zai)硫酸溶液中，在(zai)不(bu)同的電位下皆有自鈍化(hua)性，而且能夠(gou)生(sheng)成致密完整的鈍化(hua)層，具有優異的保護性。

  用(yong)失(shi)重法的實驗結果如下，兩者的結果甚為(wei)吻(wen)合。10%硫(liu)酸溶液中的腐(fu)蝕速(su)率(lv)為(wei)0.30g/(㎡·h)。該不銹鋼在硫(liu)酸工程上(shang)實際應用(yong)中有優良(liang)的抗蝕性。