應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂緩蝕劑的研究
7050鋁合金和A470不銹鋼被廣泛用于蒸汽/燃?xì)鉁u輪機(jī)行業(yè)，但這兩種材料在腐蝕性的環(huán)境中易發(fā)生應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂，有可能會(huì)導(dǎo)致災(zāi)難性的結(jié)果，并造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。B. Bavarian等研究發(fā)現(xiàn)，添加緩蝕劑能有效的減小和控制這兩種材料的應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂敏感性。結(jié)果表明，添加1%濃度的緩蝕劑后，生成了保護(hù)性膜，在水分子位移極化電阻的影響下，擊穿電位升高，鈍化區(qū)間增大，應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂得到明顯的抑制。
08Cr2AlMo鋼是一種用于含硫化氫體系中的金屬材料，近年來(lái)在熱交換器管束開(kāi)發(fā)方面得到了廣泛應(yīng)用。F. Y. Zhang和B. Q. Gu采用慢應(yīng)變速率拉伸試驗(yàn)，借助掃描電子顯微鏡，動(dòng)電位極化和電化學(xué)阻抗譜測(cè)試等實(shí)驗(yàn)方法研究了08Cr2AlMo鋼在H2S水溶液中的應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂情況。結(jié)果表明，08Cr2AlMo鋼在飽和H2S水溶液中很容易發(fā)生應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂，在實(shí)驗(yàn)介質(zhì)中添加咪唑啉和二亞乙基三胺后能有效的抑制08Cr2AlMo鋼在H2S水溶液中的SCC行為，而且二亞乙基三胺的抑制效果要優(yōu)于咪唑啉緩蝕劑。通過(guò)機(jī)理研究發(fā)現(xiàn)，緩蝕劑能促進(jìn)鋼片試樣表面保護(hù)膜的生成，同時(shí)緩蝕劑可以降低陰極析氫的電位，從而防止了氫滲透進(jìn)入實(shí)驗(yàn)試樣導(dǎo)致氫致開(kāi)裂。但當(dāng)緩蝕劑的濃度低于0.2％時(shí)，對(duì)SCC沒(méi)有明顯的抑制作用。
鋁-鋰合金由于密度小、性能好等特點(diǎn)被廣泛用于航空領(lǐng)域，由于具有良好的機(jī)械性能和高損傷容限，較傳統(tǒng)合金來(lái)說(shuō)這些合金不易發(fā)生應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂行為，但在NaCl+ H2O2溶液中，Al-Li-Cu-Mg合金（8090-T8171）仍然會(huì)發(fā)生應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂。研究發(fā)現(xiàn)，向?qū)嶒?yàn)溶液中加入10,000 ppm的氯化鈰有效的抑制了8090合金的應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂。氯化鈰的加入會(huì)在合金表面形成氧化鈰/氫氧化物的沉淀化合物膜，這些化合物在合金表面上的沉積減少了合金表面的腐蝕坑數(shù)量，通過(guò)阻礙陽(yáng)極溶解達(dá)到抑制開(kāi)裂的效果。
Yongsun Yi等采用慢應(yīng)變速率拉伸試驗(yàn)和極化測(cè)量方法對(duì)600合金鋼在除氧的40％氫氧化鈉溶液和未除氧的氨溶液（pH值約為9.5）中的腐蝕情況進(jìn)行了研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在315℃的氫氧化鈉溶液中，測(cè)試試樣發(fā)生了嚴(yán)重的晶間應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂，在315℃的氨溶液中，測(cè)試試樣上觀察到很多小裂紋。當(dāng)NiB加入到這兩種測(cè)試溶液中后，有效的抑制了600合金鋼的SCC行為。通過(guò)動(dòng)電位掃描發(fā)現(xiàn)，硼化物緩蝕劑的加入，有效的降低了600合金鋼在兩種測(cè)試體系中的腐蝕電流密度。并且發(fā)現(xiàn)，NiB比CeB6能更有效地抑制600合金鋼的SCC行為。在其他體系中，如含Pb污染水和苛性堿溶液中，NiB對(duì)600合金鋼也是有效的應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂緩蝕劑。
Ahmed Abdel Nazeer等進(jìn)行了Cu10Ni合金在含硫化物、3.5％NaCl溶液中的應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂行為研究。研究發(fā)現(xiàn)，由于硫化物離子的存在，Cu10Ni合金顯示出極高的應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂敏感性。在溶液中加入甘氨酸后，測(cè)試試樣斷裂時(shí)間延長(zhǎng)，有效的抑制了開(kāi)裂的發(fā)生。因此，甘氨酸可做為一種潛在的環(huán)境友好應(yīng)力腐蝕抑制劑。同時(shí)，電化學(xué)測(cè)量結(jié)果表明，甘氨酸是一種混合型緩蝕劑，與KI復(fù)配使用，會(huì)有更好的協(xié)同效果。
國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)金屬材料應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂和緩蝕劑也有較多報(bào)道。曹楚南等研究發(fā)現(xiàn)了硫脲及其衍生物、伯胺以及季胺鹽均對(duì)321不銹鋼在酸性氯化物溶液中應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂有一定的緩蝕作用，并提出了作用系數(shù)的概念。牛林等利用慢拉伸實(shí)驗(yàn)方法，結(jié)合動(dòng)電位掃描、電化學(xué)阻抗測(cè)量技術(shù)研究了苯并三氮唑（BTA）對(duì)18-8鋼在酸性氯化物溶液中的應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂緩蝕作用。發(fā)現(xiàn)BTA能覆蓋金屬表面的活性位置抑制金屬陽(yáng)極溶解，從而能降低金屬應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂敏感性。黃琳等評(píng)價(jià)了N-甲基二乙醇胺(MDEA)、單油咪唑啉兩種緩蝕劑對(duì)脫硫裝置中碳鋼應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的影響，發(fā)現(xiàn)兩種緩蝕劑都能有效抑制氫鼓泡的現(xiàn)象，并且能很大程度地降低碳鋼應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂敏感性。
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2014年09月12日
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