工程科学学报，第39卷，第6期：882888,2017年6月 Chinese Journal of Engineering,Vol.39,No.6:882-888,June 2017 DOI:10.13374/j.issn2095-9389.2017.06.010:http://journals.ustb.edu.cn 高温浓硫酸中氟离子掺入对不锈钢耐蚀性能的影响 于明飞”，向嵩2)四，马国强”，石维2》，余稳”，冀宣名) 1)贵州大学材料与治金学院，贵阳5500252)贵州大学贵州省材料结构与强度重点实验室，贵阳550025 3)贵州大学高性能金属结构材料与制造技术国家地方联合工程实验室，贵阳550025 ☒通信作者，E-mail:sxiang(@gu.cdu.cn 摘要采用浸泡法和电化学测试方法结合扫描电镜和能谱仪研究了高温浓硫酸中氟离子的摻入对304、2507以及904L三 种不锈钢耐蚀性能的影响.结果表明：氟离子的摻入对三种不锈钢在浓硫酸中的腐蚀具有抑制作用，综合来看，904L具有更 为稳定的耐蚀性能：三种不锈钢在高温浓硫酸中由于生成了热力学不稳定的硫化镍而产生了活化转钝化现象，而掺入氟离子 会和硫离子发生竞争使其排挤出电极表面，氟离子与镍离子结合形成另外一种更稳定的阻挡层使不锈钢耐蚀性提高 关键词不锈钢：高温浓硫酸：电化学：氟离子：腐蚀 分类号TG142.71 Effects of fluoride ions on corrosion resistance of stainless steel in high-temperature concentrated sulfuric acid YU Mingfe,XIANG Song2.)a,MA Guo=iang,SlWe2.,UWen》,JⅡuan-ming》 1)College of Materials and Metallurgy,Guizhou University,Guiyang 550025,China 2)Guizhou Key Laboratory for Mechanical Behavior and Micro-Structure of Materials,Guizhou University,Guiyang 550025,China 3)National with Local Engineering Laboratory for High Performance Metal Structure Materials and Manufacturing Techniques,Guizhou University,Guiy- ang 550025,China Corresponding author,E-mail:sxiang@gzu.edu.cn ABSTRACT The effects of fluoride ions on the corrosion resistance of 304,2507,and 904L stainless steels in high-temperature concentrated sulfuric acid were investigated by immersion and electrochemical tests as well as scanning electron microscopy (SEM) and energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS)analyses.The results show that the corrosion resistances of these three stainless steels improve when fluoride ions are added in high-temperature concentrated sulfuric acid.Of the three,the corrosion resistance of 904L is more stable and reliable.The nickel sulfide formed in sulfuric acid,which is thermodynamically unstable,causes active-pas- sive transition.The corrosion resistance of stainless steel increases upon the addition of fluorine ions because the nickel and fluorine i- ons form a more stable compound to replace nickel sulfide. KEY WORDS stainless steel;high-temperature concentrated sulfuric acid:electrochemical:fluoride ion:corrosion 无水氟化氢工业化生产中的换热器因长期接触钢制造的浓硫酸换热器已经试运行一年，发现其在 含氟离子的高温浓硫酸而产生严重的腐蚀问题.为检修周期内尚能较好工作.从材料的成本和设备更 避免安全事故的发生需要定期对设备进行维护和更 换周期上综合考虑用其替代镍基合金制造换热器具 换.前期某氢氟酸生产企业用904L超级奥氏体不锈 有较好的经济效益.关于不锈钢在硫酸中的腐蚀问 收稿日期：2016-0908 基金项目：国家自然科学基金资助项目(51661006,51361004,51574095)：贵州省百层次创新型人才资助项目(20164014)：贵州省科技计划 资助项目(20142003)：贵州省教育厅创新群体重大研究项目(2016021)工程科学学报，第 39 卷，第 6 期: 882--888，2017 年 6 月 Chinese Journal of Engineering，Vol． 39，No． 6: 882--888，June 2017 DOI: 10． 13374 /j． issn2095--9389． 2017． 06． 010; http: / /journals． ustb． edu． cn 高温浓硫酸中氟离子掺入对不锈钢耐蚀性能的影响 于明飞1) ，向 嵩1，2，3) ，马国强1) ，石 维1，2，3) ，余 稳1) ，冀宣名1) 1) 贵州大学材料与冶金学院，贵阳 550025 2) 贵州大学贵州省材料结构与强度重点实验室，贵阳 550025 3) 贵州大学高性能金属结构材料与制造技术国家地方联合工程实验室，贵阳 550025  通信作者，E-mail: sxiang@ gzu． edu． cn 摘 要 采用浸泡法和电化学测试方法结合扫描电镜和能谱仪研究了高温浓硫酸中氟离子的掺入对 304、2507 以及 904L 三 种不锈钢耐蚀性能的影响． 结果表明: 氟离子的掺入对三种不锈钢在浓硫酸中的腐蚀具有抑制作用，综合来看，904L 具有更 为稳定的耐蚀性能; 三种不锈钢在高温浓硫酸中由于生成了热力学不稳定的硫化镍而产生了活化转钝化现象，而掺入氟离子 会和硫离子发生竞争使其排挤出电极表面，氟离子与镍离子结合形成另外一种更稳定的阻挡层使不锈钢耐蚀性提高． 关键词 不锈钢; 高温浓硫酸; 电化学; 氟离子; 腐蚀 分类号 TG142. 71 Effects of fluoride ions on corrosion resistance of stainless steel in high-temperature concentrated sulfuric acid YU Ming-fei1) ，XIANG Song1，2，3)  ，MA Guo-qiang1) ，SHI Wei1，2，3) ，YU Wen1) ，JI Xuan-ming1) 1) College of Materials and Metallurgy，Guizhou University，Guiyang 550025，China 2) Guizhou Key Laboratory for Mechanical Behavior and Micro-Structure of Materials，Guizhou University，Guiyang 550025，China 3) National with Local Engineering Laboratory for High Performance Metal Structure Materials and Manufacturing Techniques，Guizhou University，Guiy￾ang 550025，China Corresponding author，E-mail: sxiang@ gzu． edu． cn ABSTＲACT The effects of fluoride ions on the corrosion resistance of 304，2507，and 904L stainless steels in high-temperature concentrated sulfuric acid were investigated by immersion and electrochemical tests as well as scanning electron microscopy ( SEM) and energy-dispersive X-ray spectroscopy ( EDS) analyses． The results show that the corrosion resistances of these three stainless steels improve when fluoride ions are added in high-temperature concentrated sulfuric acid． Of the three，the corrosion resistance of 904L is more stable and reliable． The nickel sulfide formed in sulfuric acid，which is thermodynamically unstable，causes active-pas￾sive transition． The corrosion resistance of stainless steel increases upon the addition of fluorine ions because the nickel and fluorine i￾ons form a more stable compound to replace nickel sulfide． KEY WOＲDS stainless steel; high-temperature concentrated sulfuric acid; electrochemical; fluoride ion; corrosion 收稿日期: 2016--09--08 基金项目: 国家自然科学基金资助项目( 51661006，51361004，51574095) ; 贵州省百层次创新型人才资助项目( 20164014) ; 贵州省科技计划 资助项目( 20142003) ; 贵州省教育厅创新群体重大研究项目( 2016021) 无水氟化氢工业化生产中的换热器因长期接触 含氟离子的高温浓硫酸而产生严重的腐蚀问题． 为 避免安全事故的发生需要定期对设备进行维护和更 换． 前期某氢氟酸生产企业用 904L 超级奥氏体不锈 钢制造的浓硫酸换热器已经试运行一年，发现其在 检修周期内尚能较好工作． 从材料的成本和设备更 换周期上综合考虑用其替代镍基合金制造换热器具 有较好的经济效益． 关于不锈钢在硫酸中的腐蚀问