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铜与铬对镍铁铬钼合金的耐蚀性能的影响
发表于:2020-01-23 10:11:52

一、铜对镍铁铬钼合金的耐蚀性能的影响


   对于合金的耐全面腐蚀而言,铜的加入显著改善了Ni-Fe-Cr-Mo合金在还原性介质中的耐蚀性,其最适宜的铜含量与酸的浓度和温度有关。在65℃,50%H2SO4中,加入1%Cu就使Fe-38Ni-20Cr-2Mo合金的腐蚀速率由低铜(0.2%)合金的0.4mm/a降到0.1mm/a,继续提高铜含量并无明显改善;在65℃,80%H2SO4和沸腾50%H2SO4中的最适宜铜含量2%和2.5%。但在10%沸腾H2SO4中,铜的加入对Fe-38Ni-20Cr-2Mo合金的耐蚀性则是有害的,而对于Ni-22Cr-20Fe-6.5Mo的高钼合金,加入2%Cu对此合金在各种浓度的沸腾H2SO4和H3PO4中的耐蚀性均产生有利的影响。从电化学角度分析,铜的加入显著改善了合金还原性介质中的电化学行为。在沸腾10%H2SO4中,含铜合金具有最低的临界电流密度,即Icp值为354μA/cm2,而无铜合金,Icp值为1860μA/cm2。含铜合金最低的Icp值使其易于钝化,并赋予合金在还原性H2SO4介质中具有最佳耐蚀性。相反,在氧化性介质中,铜的加入对合金的耐蚀性产生不利的影响。对于Fe-Ni基耐蚀合金中的铜含量,在既满足合金耐蚀性又兼顾合金的热加工性能的前提下,通常1%~4%范围内变动。


 

二、铬对镍铁钼铜合金耐蚀性的影响


   在进行铬含量对Fe-35Ni-(2~3)Mo(3~4)Cu合金在含Clˉ、Fˉ的湿态溶液的液相和气相中的腐蚀试验结果。显然,在两种不同介质中,当铁镍合金在具有合适的钼、铜配比条件下,铬对合金的耐蚀性具有重要的影响。随合金中铬含量的提高,耐蚀性显著提高,当铬含量达到约25%时,其腐蚀速率急剧下降,出现明显的拐点。铬含量≥25%的合金在液相中,腐蚀速率为0.08g(m2·h),与含20%Cr合金比较,耐蚀性提高近20倍;在气相中具有同样的规律,仅是腐蚀速率绝对值有所差异。在湿法磷酸的实验室模拟和现场实际介质中的试验也指出了铁镍铬钼合金中的铬含量是决定此类材料耐蚀性的关键因素,铬含量≥25%的合金腐蚀速率是最低的。此外,铬对镍铁钼铜合金的耐局部腐蚀(如点蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀)性能的影响,与铬对不锈钢的影响具有一致的规律性。随合金中铬量的提高,合金的耐局部腐蚀性能随之提高,通常所需铬含量都在20%以上。



  综合上所述,在Ni-Fe-Cr-Mo-Cu合金中,为了获得满意的耐蚀性能,其铬含量应在20%以上。在某些含Clˉ、Fˉ的酸性介质中,只有当Cr≥25%时,才能得到最佳的耐全面腐蚀、点腐蚀、缝隙腐蚀和应力腐蚀性能。从电化学的观点分析,高铬含量可使合金钝化膜中铬富集,不仅使合金易于钝化,减少维钝电流密度进行而降低溶解速度,而且赋予合金再钝化能力,使被破坏的钝化膜以迅速修复,这是高铬合金具有良好综合耐蚀性的基本原因。