工程科学学报，第38卷，第1期：8794,2016年1月 Chinese Journal of Engineering,Vol.38,No.1:87-94,January 2016 D0l:10.13374/j.issn2095-9389.2016.01.012:http://journals..ustb.edu.cn 表面状态对核级316LN不锈钢电化学腐蚀行为的影响 郭跃岭12》，韩恩厚2)区，王俭秋2) 1)北京科技大学国家材料服役安全科学中心，北京100083 2)中国科学院金属研究所中国科学院核用材料与安全评价重点实验室，沈阳110016 ☒通信作者，E-mail:ehhan@imr.ac.cn 摘要表征了打磨态和机械抛光态316LN不锈钢表面的粗糙度、表面残余应变和表面电子功函数的分布，并研究了打磨态 和机械抛光态样品在硼酸盐溶液中电化学腐蚀行为的差异.与机械抛光态316LN不锈钢相比，打磨处理后样品表面较为粗 糙，且表面的微观残余应变较大，近表面产生约50μm的加工硬化层.表面粗糙度和微观应变的增加引起打磨态表面电化学 活性的增大，从而促进316N不锈钢在硼酸盐溶液中腐蚀.机械抛光处理降低了表面钝化膜的载流子密度（供体和受体），并 增大了钝化膜的阻抗，提高了钝化膜的致密性和保护性，能够有效抑制金属的进一步腐蚀. 关键词不锈钢：钢腐蚀：表面状态：电化学 分类号TG142.71:TG174.1 Effects of surface state on the electrochemical corrosion behavior of nuclear grade 316LN stainless steel GUO Yue-ling,HAN En-hou,WANG Jian-qiu 1)National Center for Materials Service Safety,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China 2)Key Laboratory of Nuclear Materials and Safety Assessment,Institute of Metal Research,Chinese Academy of Sciences,Shenyang 110016,China Corresponding author,E-mail:ehhan@imr.ac.cn ABSTRACT Differences between the ground and mechanically polished 316LN stainless steel were characterized on the surface topography,surface residual strain and electron work function.The electrochemical behavior of the stainless steel was investigated in a borate buffer solution.The ground 316LN stainless steel is featured by a rougher surface with scratches along the grinding direction. Compared with the mechanically polished sample,a thicker cold-worked layer (-50pm)is imparted by surface grinding,indicating that the residual strain on the ground surface is much higher.The ground surface is more electrochemically active and exhibits a larger corrosion rate in the borate buffer solution,because of its rougher surface topography and a higher residual strain.The passive film on the mechanically polished sample is more compact and protective,due to the decrease of acceptor and donor density and the increase of total impedance of the passive film. KEY WORDS stainless steel;steel corrosion:surface states:electrochemistry 材料服役的可靠性是保障核电站安全运行的重要 磨位置.对于主管道和蒸汽发生器等核电站构件而 因素.金属的腐蚀开始于接触环境的材料表面，因而 言，在生产的最后阶段，一般需要机加工、打磨和抛光 不同表面状态的金属可能表现出不同的腐蚀和应力腐 处理，并且在制造和安装的过程中很可能在表面产生 蚀开裂(SCC)性能.据报道Ⅲ，核电站现场曾发现材 磨损和划伤等非正常表面，引入不同程度的冷加工变 料腐蚀常常发生在一些非正常表面，如表面凹坑和打 形，可能会造成材料腐蚀性能的改变，因此有必要研究 收稿日期：2014-09-30 基金项目：国家科技重大专项课题(2011ZX06004009):国家重点基础研究发展计划资助项目(2011CB610501)工程科学学报，第 38 卷，第 1 期: 87--94，2016 年 1 月 Chinese Journal of Engineering，Vol． 38，No． 1: 87--94，January 2016 DOI: 10． 13374 /j． issn2095--9389． 2016． 01． 012; http: / /journals． ustb． edu． cn 表面状态对核级 316LN 不锈钢电化学腐蚀行为的影响 郭跃岭1，2) ，韩恩厚1，2) ，王俭秋2) 1) 北京科技大学国家材料服役安全科学中心，北京 100083 2) 中国科学院金属研究所中国科学院核用材料与安全评价重点实验室，沈阳 110016  通信作者，E-mail: ehhan@ imr． ac． cn 摘 要 表征了打磨态和机械抛光态 316LN 不锈钢表面的粗糙度、表面残余应变和表面电子功函数的分布，并研究了打磨态 和机械抛光态样品在硼酸盐溶液中电化学腐蚀行为的差异． 与机械抛光态 316LN 不锈钢相比，打磨处理后样品表面较为粗 糙，且表面的微观残余应变较大，近表面产生约 50 μm 的加工硬化层． 表面粗糙度和微观应变的增加引起打磨态表面电化学 活性的增大，从而促进 316LN 不锈钢在硼酸盐溶液中腐蚀． 机械抛光处理降低了表面钝化膜的载流子密度( 供体和受体) ，并 增大了钝化膜的阻抗，提高了钝化膜的致密性和保护性，能够有效抑制金属的进一步腐蚀． 关键词 不锈钢; 钢腐蚀; 表面状态; 电化学 分类号 TG142. 71; TG174. 1 Effects of surface state on the electrochemical corrosion behavior of nuclear grade 316LN stainless steel GUO Yue-ling1，2) ，HAN En-hou1，2)  ，WANG Jian-qiu2) 1) National Center for Materials Service Safety，University of Science and Technology Beijing，Beijing 100083，China 2) Key Laboratory of Nuclear Materials and Safety Assessment，Institute of Metal Ｒesearch，Chinese Academy of Sciences，Shenyang 110016，China  Corresponding author，E-mail: ehhan@ imr． ac． cn ABSTＲACT Differences between the ground and mechanically polished 316LN stainless steel were characterized on the surface topography，surface residual strain and electron work function． The electrochemical behavior of the stainless steel was investigated in a borate buffer solution． The ground 316LN stainless steel is featured by a rougher surface with scratches along the grinding direction． Compared with the mechanically polished sample，a thicker cold-worked layer ( ～ 50 μm) is imparted by surface grinding，indicating that the residual strain on the ground surface is much higher． The ground surface is more electrochemically active and exhibits a larger corrosion rate in the borate buffer solution，because of its rougher surface topography and a higher residual strain． The passive film on the mechanically polished sample is more compact and protective，due to the decrease of acceptor and donor density and the increase of total impedance of the passive film． KEY WOＲDS stainless steel; steel corrosion; surface states; electrochemistry 收稿日期: 2014--09--30 基金项目: 国家科技重大专项课题( 2011ZX06004--009) ; 国家重点基础研究发展计划资助项目( 2011CB610501) 材料服役的可靠性是保障核电站安全运行的重要 因素． 金属的腐蚀开始于接触环境的材料表面，因而 不同表面状态的金属可能表现出不同的腐蚀和应力腐 蚀开裂( SCC) 性能． 据报道［1］，核电站现场曾发现材 料腐蚀常常发生在一些非正常表面，如表面凹坑和打 磨位置． 对于主管道和蒸汽发生器等核电站构件而 言，在生产的最后阶段，一般需要机加工、打磨和抛光 处理，并且在制造和安装的过程中很可能在表面产生 磨损和划伤等非正常表面，引入不同程度的冷加工变 形，可能会造成材料腐蚀性能的改变，因此有必要研究