不锈钢焊接抗点腐蚀性的分析-华涛

304不锈钢焊接抗点腐蚀性的分析 张建旗 内蒙古科技大学 机械研究总院、国家标准管理委员会、特种钢协会 -不锈钢分会， 2007年 10月 18日 目录 研究目的 实验手段 结果与讨论 结论 致谢 研究目的 考察 304不锈钢及焊接的抗点腐蚀性能 - ASTM G-61-86 （ GB 4334.9-1984） 考察 304不锈钢及焊接在自来水中的腐蚀特性 实验手段 电化学动电位扫描 （三电极 - ASTM G-61-86 ） Solartron 1287/1260 扫描速度： 0.3 mV/s 俩种溶液 1 3.56 wt.% NaCl （脱氧 1小时） 2 包头自来水 （含氧） 材料 304 基体材料，热影响区材料，焊区材料 试样处理 抛光 600#，脱脂去污，新鲜表面 注：所有电位单位为伏特 (参比饱和甘汞电极 ), 电流为安培 /平方厘米 包头自来水 氯化物 33.0 mg/V 硫酸盐 50.8 mg/V 钙含量 43.9 mg/V 总硬度 197 pH 8.246 结果与讨论 1. 3.56 wt.% NaCl 脱氧溶液（ 304SS,对接焊 ） - 0.5 0.0 0.5 1.0 1.5 1.E - 06 1.E - 04 1.E - 02 1.E +00 i, A/cm 2 E, V vs. SCE 304 基材（黑线） 热影响区（ 粉色 ） 焊料（ 308SS, 兰色 ） - 0.5 0.0 0.5 1.0 1.5 1.E - 06 1.E - 04 1.E - 02 1.E +00 i, A/cm 2 E, V vs. SCE （ 304SS,搭接焊 ） 304 基材（黑线） 热影响区（ 粉色 ） 焊区材料（ 兰色 ） - 0.5 0.0 0.5 1.0 1.5 1.E - 08 1.E - 06 1.E - 04 1.E - 02 1.E +00 i, A/cm 2 E, V vs. SCE 304 基材（黑线） 基材裂缝区（ 绿色 ） （ 304SS基体和裂缝 ） - 0.5 0.0 0.5 1.0 1.5 1.E - 08 1.E - 06 1.E - 04 1.E - 02 1.E +00 i, A/cm 2 E, V vs. SCE （ 304L,对接焊 ） 304L 基材（黑线） 热影响区（ 粉色 ） 焊区材料（ 兰色 ） （ 304L,搭接焊 ） - 0.5 0.0 0.5 1.0 1.5 1.E - 08 1.E - 06 1.E - 04 1.E - 02 1.E +00 i, A/cm 2 E, V vs. SCE 304L 基材（黑线） 热影响区（ 粉色 ） 焊区材料（ 兰色 ） OCP I pass E pit I pit E pro delta E Epit-OCP Epro-OCP 304 SS -0.294 2.00E-05 0.175 4.00E-05 -0.06 0.24 0.469 0.234 对接热 -0.366 2.20E-05 0.13 4.40E-05 -0.248 0.38 0.496 0.118 焊料区 -0.267 2.00E-05 0.046 3.00E-04 -0.22 0.26 0.313 0.047 搭接热 -0.309 3.50E-05 0.095 6.60E-05 -0.096 0.19 0.404 0.213 搭焊区 -0.367 2.90E-05 0.024 5.40E-05 -0.36 0.38 0.391 0.007 裂缝 -0.076 1.00E-05 0.1 1.90E-05 -0.066 0.17 0.176 0.01 304L SS -0.259 6.50E-06 0.112 8.90E-06 -0.145 0.26 0.371 0.114 对接热 -0.202 5.50E-06 0.154 5.00E-06 -0.181 0.34 0.356 0.021 焊料区 -0.171 6.00E-05 0.191 6.00E-05 -0.082 0.39 0.362 0.089 搭接热 -0.021 9.00E-05 0.137 1.50E-04 -0.02 0.16 0.158 0.001 搭焊区 -0.093 8.90E-06 0.049 8.90E-06 -0.083 0.13 0.142 0.01 304不锈钢焊接在 3.56wt.% NaCl的电化学测量数据 小结 1 所有被测材料在 NaCl中都具有点腐蚀敏感性； 304的搭接焊区、对接焊区、 304L的搭接焊区 最易 产生和发展点蚀 ； 304L的搭接焊和对接焊热影响区、基体材料的 裂缝也是最易 发展点蚀 的部位； 304L搭接焊热影响区是均匀腐蚀最快的地方。 - 0.5 0.0 0.5 1.0 1.5 1.E - 08 1.E - 06 1.E - 04 1.E - 02 1.E +00 i, A/cm 2 E, V vs. SCE 2. 包头自来水含氧溶液（ 304SS,对接焊 ） 304 基材（黑线） 热影响区（ 粉色 ） 焊料（ 308SS, 兰色 ） （ 304SS,搭接焊 ） - 0.5 0.0 0.5 1.0 1.5 1.E - 08 1.E - 06 1.E - 04 1.E - 02 1.E +00 i, A/cm 2 E, V vs. SCE 304 基材（黑线） 热影响区（ 粉色 ） 焊区材料（ 兰色 ） - 0.5 0.0 0.5 1.0 1.5 1.E - 08 1.E - 06 1.E - 04 1.E - 02 1.E +00 i, A/cm 2 E, V vs. SCE 304 基材（黑线） 基材裂缝区（ 绿色 ） （ 304SS基体和裂缝 ） - 0.5 0.0 0.5 1.0 1.5 1.E - 08 1.E - 06 1.E - 04 1.E - 02 1.E +00 i, A/cm 2 E, V vs. SCE （ 304L,对接焊 ） 304L 基材（黑线） 热影响区（ 粉色 ） 焊区材料（ 兰色 ） - 0.5 0.0 0.5 1.0 1.5 1.00 E - 08 1.00 E - 06 1.00 E - 04 1.00 E - 02 1.00 E +00 i, A/cm 2 E, V vs.SCE （ 304L,搭接焊 ） 304L 基材（黑线） 热影响区（ 粉色 ） 焊区材料（ 兰色 ） OCP I pass E pit I pit E over delta E Epit-OCP Epro-OCP 304 SS 0.01 1.3E-06 1.09 对接热 -0.13 2.0E-06 1.09 焊料区 0.00 3.0E-06 1.09 搭接热 0.00 1.8E-06 1.06 搭焊区 -0.30 5.5E-06 1.06 裂缝 0.03 2.4E-06 1.09 304L SS -0.18 7.6E-06 1.13 对接热 -0.22 7.6E-06 1.13 焊料区 -0.22 7.6E-06 1.13 搭接热 -0.25 7.6E-06 1.13 搭焊区 -0.28 7.6E-06 1.13 304不锈钢焊接在包头自来水中的电化学测量数据 小结 2 所有被测材料在自来水中都不具有发生点腐蚀 的特性； 304、 304L的基材、焊接区、热影响区都处于 钝化区，均匀腐蚀速度由钝化电流密度决定。 在 NaCl中， 所测 304不锈钢所有材料都具 有点腐蚀敏感性；其中，搭接焊、焊区材 料最易 产生和发展点蚀 ；热影响区和裂缝 易于点蚀的发展。 在自来水中，所测 304不锈钢所有材料都 不具有点腐蚀特性；均匀腐蚀速度由钝化 电流决定。 结论 致谢 内蒙古科技大学 宁波五二研究所 包头稀土研究院 学生：王永光， 赵晓敏，许静，郑君海， 段宝玉。 同事：张风云，吴忠旺。 国内腐蚀专家 中科院金属所：师昌绪、柯伟、韩恩厚 北科大：吴荫顺、孙冬柏、何业东、李晓刚 浙大：曹楚南 天大：宋诗哲 感谢各位专家 宝贵意见