在(zai) Cr20Ni25Mo3Cu3NbZrN不銹鋼中(zhong)加入(ru)微量的合金(jin)元素Nb、Zr,在(zai)硫酸溶液中(zhong)有很好的自鈍化性(xing)(xing)。硫酸是(shi)一種強腐蝕性(xing)(xing)介(jie)質，隨著濃度和溫(wen)度的不同(tong)，其腐蝕性(xing)(xing)有著強烈的變化，即使較為知名(ming)的香蕉視頻app連接:不銹鋼也(ye)不能適應這種變(bian)化(hua)的(de)需要。合(he)金(jin)元素(su)的(de)加入，合(he)金(jin)元素(su)產(chan)生的(de)復合(he)效應，促進表(biao)面膜的(de)成(cheng)長(chang)，改變(bian)了表(biao)面膜的(de)性(xing)能，提高了耐蝕性(xing)。孔(kong)煥文等人用(yong)橢圓術和電化(hua)學相結合(he)的(de)方法對上述不銹(xiu)鋼在硫酸中的(de)鈍化(hua)膜成(cheng)長(chang)情況(kuang)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. 橢圓術研究實驗

 a. 橢(tuo)圓(yuan)偏振儀

  自(zi)動(dong)(dong)(dong)(dong)橢(tuo)圓(yuan)偏振儀系氨(an)-氖激光(guang)管，波長為(wei)6328?(1A=10-10m),入射角選用70°(可調節）。用微機控制P、A兩臺步進馬(ma)達帶(dai)動(dong)(dong)(dong)(dong)起偏器和檢偏器，找(zhao)出最佳的消光(guang)狀態。其步驟(zou)是固(gu)定(ding)A,轉(zhuan)(zhuan)動(dong)(dong)(dong)(dong)P,找(zhao)到光(guang)強(qiang)最小點，找(zhao)到后(hou)，固(gu)定(ding)P,再轉(zhuan)(zhuan)動(dong)(dong)(dong)(dong)A，如此反復進行，直到A、P均處于使光(guang)強(qiang)最小的位置。圖6-18為(wei)橢(tuo)圓(yuan)偏振儀自(zi)動(dong)(dong)(dong)(dong)化裝置示意圖。

 b. 電解池(chi)

  電(dian)(dian)(dian)解池(chi)用有機玻璃(li)(li)制成(cheng)，在入射光和(he)反射光的通(tong)(tong)道部(bu)分，鑲嵌著 3cm 石英玻璃(li)(li)圓(yuan)片。電(dian)(dian)(dian)解池(chi)蓋上開有4個(ge)孔(kong)。工作電(dian)(dian)(dian)極(ji)（試樣(yang)）、輔助電(dian)(dian)(dian)極(ji)（鉑(bo)）和(he)參(can)比電(dian)(dian)(dian)極(ji)（飽和(he)甘汞(gong)電(dian)(dian)(dian)極(ji)）均由孔(kong)引出，輔助電(dian)(dian)(dian)極(ji)為環形鉑(bo)絲，置(zhi)于電(dian)(dian)(dian)解池(chi)底(di)部(bu)，一(yi)孔(kong)通(tong)(tong)入純氬，以(yi)驅除溶液(ye)里的氧。

c. 試(shi)樣

  15mm的(de)不銹鋼(gang)棒成1~1.5mm厚的(de)薄片(pian)，焊(han)接一(yi)根螺旋式的(de)銅絲，用(yong)(yong)聚氯乙(yi)烯加熱熔化進行(xing)鑲嵌(qian)，從側面引出(chu)銅絲，再裝(zhuang)上塑(su)料(liao)套管，套管和(he)聚氯乙(yi)烯聯結處用(yong)(yong)膠黏劑(ji)涂封，干后(hou)將試樣表(biao)面拋光，至光潔(jie)度為 Ra 0.4μm ，用(yong)(yong)去離子水及酒精(jing)沖(chong)洗待用(yong)(yong)。

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

 d. 溶液(ye)

 用(yong)分(fen)析純(chun)硫酸(suan)和去(qu)離子水配(pei)成10%(質(zhi)(zhi)(zhi)量分(fen)數）、20%(質(zhi)(zhi)(zhi)量分(fen)數）、30%(質(zhi)(zhi)(zhi)量分(fen)數）濃度(du)的硫酸(suan)溶液(ye)，依次將溶液(ye)移入電解池(chi)內，通入純(chun)氬氣(qi)(qi)，趕(gan)走溶液(ye)里的氧氣(qi)(qi)，操作(zuo)在室溫(wen)下(xia)進行。

 e. 用陰極還原法(fa)除(chu)去試樣表(biao)面的氧(yang)化膜

  在(zai)自腐蝕電(dian)位負移(yi)400mV,通過橢(tuo)圓儀進(jin)行消光(guang)觀察。在(zai)一定的間隔時(shi)間內，測(ce)定橢(tuo)圓儀參數(shu)Δ和(he)ψ值(zhi)，Δ和(he)ψ作為(wei)時(shi)間的函(han)數(shu)，直到(dao)Δ和(he)φ值(zhi)基本(ben)上不(bu)再變化(hua)(hua)，這時(shi)可認(ren)為(wei)氧(yang)化(hua)(hua)膜(mo)已去除(chu)，求出基體金屬的光(guang)學(xue)常(chang)(chang)(chang)數(shu)。因(yin)為(wei)，一種(zhong)金屬的光(guang)學(xue)常(chang)(chang)(chang)數(shu)只有一個，當氧(yang)化(hua)(hua)物被還原(yuan)時(shi)，鈍化(hua)(hua)層(ceng)相應的更薄，而Δ和(he)ψ值(zhi)也隨著變化(hua)(hua)。所以，一旦Δ和(he)ψ是常(chang)(chang)(chang)數(shu)值(zhi)時(shi)，即(ji)認(ren)為(wei)氧(yang)化(hua)(hua)膜(mo)已去除(chu)。

  該鋼(gang)的陰極還原(yuan)(yuan)時間約30min。Cr20Ni25Mo3Cu3NbZrN 不銹鋼(gang)在10%硫(liu)酸溶液中經(jing)陰極還原(yuan)(yuan)，測(ce)得無膜的光學常數是n1=2.163-3.006i。10%硫(liu)酸溶液的折射系數為no=1.346。

  在不同硫酸濃度(du)溶(rong)液(ye)中鈍(dun)化(hua)膜的厚度(du)，如圖6-19所示，隨著硫酸溶(rong)液(ye)濃度(du)的增(zeng)加（10%~30%),鈍(dun)化(hua)膜的厚度(du)相(xiang)應(ying)變薄。

2. 在恒定電位(wei)下橢(tuo)圓儀參數Δ和y時間函(han)數曲線(xian)的規律

  圖(tu)(tu)6-20為試樣在10%硫酸(suan)中，橢(tuo)圓(yuan)儀參數Δ和ψ作為時(shi)間(jian)的(de)(de)函數曲(qu)線圖(tu)(tu)。從橢(tuo)圓(yuan)參數可以看出，在10%濃度的(de)(de)硫酸(suan)溶液中，無膜(mo)鋼的(de)(de)表面(mian)上先(xian)生成(cheng)(cheng)一(yi)層鈍(dun)(dun)化(hua)膜(mo)，隨即該鈍(dun)(dun)化(hua)膜(mo)按對數規律成(cheng)(cheng)長(chang)，這(zhe)說(shuo)明鈍(dun)(dun)化(hua)膜(mo)的(de)(de)性質已改(gai)變(bian)，膜(mo)的(de)(de)組分也已改(gai)變(bian)，這(zhe)是由于(yu)微量(liang)合金元素(su)的(de)(de)富(fu)集(ji)(ji)所(suo)致(zhi)的(de)(de)。因為在剛(gang)開始富(fu)集(ji)(ji)時(shi)，表面(mian)膜(mo)內富(fu)集(ji)(ji)的(de)(de)合金元素(su)成(cheng)(cheng)分較(jiao)少，隨著時(shi)間(jian)的(de)(de)增長(chang)，富(fu)集(ji)(ji)量(liang)越(yue)來(lai)越(yue)多(duo)，一(yi)旦富(fu)集(ji)(ji)到一(yi)定的(de)(de)量(liang)時(shi)，導致(zhi)橢(tuo)圓(yuan)參數發生突變(bian)。

   圖(tu)(tu)6-21、圖(tu)(tu)6-22、圖(tu)(tu)6-23所示為試樣(yang)在(zai)(zai)(zai)10%硫酸溶(rong)(rong)液(ye)中，恒定電(dian)位(wei)分別(bie)在(zai)(zai)(zai)-20mV、＋350mV、＋900mV時(shi)，參數(shu)Δ和φ作為時(shi)間的(de)(de)函數(shu)曲線(xian)。在(zai)(zai)(zai)10%度的(de)(de)硫酸溶(rong)(rong)液(ye)中，恒電(dian)位(wei)儀分別(bie)控(kong)制在(zai)(zai)(zai)-20mV、＋350mV、＋900mV時(shi)，橢圓參數(shu)隨著時(shi)間變化的(de)(de)規(gui)律(lv)表明(ming)，鈍(dun)化膜(mo)成(cheng)長的(de)(de)動力是循著對(dui)數(shu)規(gui)律(lv)的(de)(de)，并由曲線(xian)的(de)(de)斜率(lv)可(ke)(ke)知(zhi)(zhi)鈍(dun)化速(su)(su)率(lv)r1和溶(rong)(rong)解速(su)(su)率(lv)r2的(de)(de)差異。由圖(tu)(tu)6-21可(ke)(ke)知(zhi)(zhi)，將電(dian)位(wei)控(kong)制在(zai)(zai)(zai) -20mV時(shi)，鈍(dun)化膜(mo)成(cheng)長的(de)(de)動力循著對(dui)數(shu)規(gui)律(lv)緩(huan)慢的(de)(de)增厚。這意味著在(zai)(zai)(zai)該電(dian)位(wei)下，鈍(dun)化速(su)(su)率(lv)r1略大(da)于溶(rong)(rong)解速(su)(su)率(lv)r2。而將電(dian)位(wei)恒定在(zai)(zai)(zai)＋350mV時(shi)，鈍(dun)化膜(mo)成(cheng)長的(de)(de)曲線(xian)越陡，見(jian)圖(tu)(tu)6-22。這說明(ming)鈍(dun)化速(su)(su)率(lv)r1遠遠大(da)于溶(rong)(rong)解速(su)(su)率(lv)r2。由圖(tu)(tu)6-24可(ke)(ke)知(zhi)(zhi)，＋350mV正處于穩定鈍(dun)化區。

  從圖(tu)(tu) 6-20 、圖(tu)(tu) 6-21 、圖(tu)(tu) 6-22、圖(tu)(tu) 6-23 的曲線上判斷，由于微(wei)量合金元素(su)的富集(ji)，不銹鋼具有雙層氧化膜結構。

  由橢圓術(shu)和電化(hua)(hua)(hua)學相(xiang)結合的(de)(de)(de)方(fang)法研究表明，該鋼在硫酸(suan)溶液中，在不同的(de)(de)(de)電位下(xia)皆有自(zi)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)性，而且能(neng)夠生(sheng)成致密完整的(de)(de)(de)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)層，具有優(you)異的(de)(de)(de)保護(hu)性。

  用(yong)失重法(fa)的實驗結果如下，兩者的結果甚為(wei)吻合。10%硫(liu)(liu)酸(suan)溶液(ye)中的腐蝕速率為(wei)0.30g/(㎡·h)。該不銹鋼(gang)在硫(liu)(liu)酸(suan)工程上實際(ji)應用(yong)中有優(you)良的抗蝕性。