,462 北京科技大学学报 第32卷 20Mo≤3Cu和Ni3%Fe1%Ti并与不含FeTi2.3 Ni-CrMo-CuMx合金的点蚀实验 的合金相对比·采用手工电弧炉熔炼镍基耐蚀合 2.3.1实验合金点蚀的化学浸泡 金，1140℃保温2.5h进行固溶处理.将所得铸锭 腐蚀介质为6%FeCk十0.05 mo L HCI实 切割成22mm×10mmX5mm的长方体试样. 验温度为50士1℃、24h以失重率评价其耐蚀性能. 2实验方法 2.3.2实验合金点蚀的电化学分析 方法1：室温下以69%FCk为腐蚀介质，扫描 2.1金相组织分析 速率为10mV·s,获得极化曲线.测得极化电阻 用恒温干燥箱将Ni厂Cr Mo-CuMx合金试样 Rp,确定塔菲尔常数h和h,根据StemGeary方程 在690℃保温2h(起敏化作用，有利于镍基合金接 式，利用线性极化技术可求得自腐蚀电流密度i。m 受浸蚀、易于显示)后，用HCI十H2SO4十HNO3十 主要以击穿电位E,和自腐蚀电流i评价其耐点蚀 CuSO过饱和溶液浸蚀，在MF3金相显微镜下观察 能力 其显微组织 方法2进一步用循环伏安法，在3.59%NaC1溶 2.2 Ni-Cr-Mo-CuMx合金的晶间腐蚀实验 液中(30士1℃)，以10mV.s的速率从自腐蚀电位 2.2.1实验合金晶间腐蚀的化学浸泡实验 开始扫描到电流密度为lmA·am所对应的电位. 将试样在690℃下敏化2h后，空冷.在沸腾的 测量合金的击穿电位E和保护电位E,击穿电位 Cu十CuS04+50%H2S04(质量分数)中腐蚀48h以 E,值越正，E一E,值越小，越耐点蚀 失重率评价其耐蚀性能 上述电化学测试所用仪器为上海辰华仪器有限 2.2.2实验合金晶间腐蚀的电化学分析 公司的CH604C型电化学分析仪.均采用三电极动 腐蚀介质为新制备的0.05moLH2S04,实 电位扫描，辅助电极为铂片，参比电极为标准饱和甘 验温度为30士1℃.采用双环电化学动电位再活化 汞电极，合金试样为研究电极 (EPR)法，以6V·h的扫描速率从腐蚀电位（约 -400mV(SCE))极化到+300mV(SCE),达到这个 3实验结果与分析 电位后则扫描方向反转，以相同速率降低到腐蚀电 3.1 Ni-Cr Mo-CuMx合金的金相组织 位，分别测定阳极化环和再活化环的最大电流【和 三种合金固溶状态的组织都为单相奥氏体 ,并以比值↓：L作为敏化的度量，比值越小，则越 (图l),加入T和Fe后组织有所细化，含Fe合金 耐晶间腐蚀[8) 的晶粒较为均匀， 00 um 200m 200μm 图1三种实验N基合金的金相组织.(a)%C(b)3%Cu一1%T1(c)3%Cu-3%Fe一1%Ti Fig 1 M icmostmuchires of thme kinds of tested nickelase albys (a)3%Cu (b)3%Cu-1%Ti (c)3 Cu3%Fe-1%Ti 3.2Ni广CrMo-CuMx合金晶间腐蚀的实验 沸腾浸泡48h后的表面形貌，从图中可以看出， 结果 加入T元素的合金晶界腐蚀最浅（仅隐约见到 3.2.1实验合金晶间腐蚀的失重（化学浸泡法） 部分晶界)，3%Cu合金的晶界腐蚀次之，含Fe 表1为三种合金在沸腾的Cu十CuS04十50% 合金的晶界腐蚀较深（完整晶界显现）说明加 H2S04中浸泡48h前后的质量变化.从表中可以 入T元素，合金的耐晶间腐蚀能力略有提高；而 看出，加入Fe元素的试样的失重率最高，其他两 加入Fe元素以后，合金的耐晶间腐蚀能力下降， 种试样的腐蚀失重率相同，但加入T元素的试样 即便如此，含Fe合金的晶界也未出现明显的腐 的腐蚀失重率略低，图2为三种合金在该溶液中 蚀沟槽，即未出现晶间腐蚀北 京 科 技 大 学 学 报 第 32卷 20Ｍｏ‚≤3Ｃｕ和 Ｎｉ‚3％ Ｆｅ‚1％ Ｔｉ‚并与不含 Ｆｅ、Ｔｉ 的合金相对比．采用手工电弧炉熔炼镍基耐蚀合 金‚1140℃保温 2∙5ｈ进行固溶处理．将所得铸锭 切割成 22ｍｍ×10ｍｍ×5ｍｍ的长方体试样． 2 实验方法 2∙1 金相组织分析 用恒温干燥箱将 Ｎｉ--Ｃｒ--Ｍｏ--Ｃｕ--Ｍｘ合金试样 在 690℃保温 2ｈ（起敏化作用‚有利于镍基合金接 受浸蚀、易于显示 ）后‚用 ＨＣｌ＋Ｈ2ＳＯ4 ＋ＨＮＯ3 ＋ ＣｕＳＯ4过饱和溶液浸蚀‚在 ＭｅＦ3金相显微镜下观察 其显微组织． 2∙2 Ｎｉ--Ｃｒ--Ｍｏ--Ｃｕ--Ｍｘ合金的晶间腐蚀实验 2∙2∙1 实验合金晶间腐蚀的化学浸泡实验 将试样在 690℃下敏化 2ｈ后‚空冷．在沸腾的 Ｃｕ＋ＣｕＳＯ4＋50％Ｈ2ＳＯ4（质量分数 ）中腐蚀 48ｈ‚以 失重率评价其耐蚀性能． 2∙2∙2 实验合金晶间腐蚀的电化学分析 腐蚀介质为新制备的 0∙05ｍｏｌ·Ｌ —1 Ｈ2ＳＯ4‚实 验温度为 30±1℃．采用双环电化学动电位再活化 （ＥＰＲ）法‚以 6Ｖ·ｈ —1的扫描速率从腐蚀电位 （约 —400ｍＶ（ＳＣＥ））极化到 ＋300ｍＶ（ＳＣＥ）‚达到这个 电位后则扫描方向反转‚以相同速率降低到腐蚀电 位．分别测定阳极化环和再活化环的最大电流 Ｉａ和 Ｉｒ‚并以比值 Ｉｒ∶Ｉａ作为敏化的度量‚比值越小‚则越 耐晶间腐蚀 ［8--9］． 2∙3 Ｎｉ--Ｃｒ--Ｍｏ--Ｃｕ--Ｍｘ合金的点蚀实验 2∙3∙1 实验合金点蚀的化学浸泡 腐蚀介质为 6％ ＦｅＣｌ3 ＋0∙05ｍｏｌ·Ｌ —1 ＨＣｌ‚实 验温度为 50±1℃、24ｈ‚以失重率评价其耐蚀性能． 2∙3∙2 实验合金点蚀的电化学分析 方法 1：室温下以 6％ ＦｅＣｌ3 为腐蚀介质‚扫描 速率为 10ｍＶ·ｓ —1‚获得极化曲线．测得极化电阻 ＲＰ‚确定塔菲尔常数 ｂａ和 ｂｃ‚根据 Ｓｔｅｒｎ-Ｇｅａｒｙ方程 式‚利用线性极化技术可求得自腐蚀电流密度 ｉｃｏｒｒ‚ 主要以击穿电位 Ｅｂ和自腐蚀电流 ｉｃｏｒｒ评价其耐点蚀 能力． 方法 2：进一步用循环伏安法‚在 3∙5％ ＮａＣｌ溶 液中 （30±1℃ ）‚以 10ｍＶ·ｓ —1的速率从自腐蚀电位 开始扫描到电流密度为 1ｍＡ·ｃｍ —2所对应的电位． 测量合金的击穿电位 Ｅｂ 和保护电位 Ｅｐ‚击穿电位 Ｅｂ值越正‚Ｅｂ—Ｅｐ值越小‚越耐点蚀． 上述电化学测试所用仪器为上海辰华仪器有限 公司的 ＣＨＩ604Ｃ型电化学分析仪．均采用三电极动 电位扫描‚辅助电极为铂片‚参比电极为标准饱和甘 汞电极‚合金试样为研究电极． 3 实验结果与分析 3∙1 Ｎｉ--Ｃｒ--Ｍｏ--Ｃｕ--Ｍｘ合金的金相组织 三种合金固溶状态的组织都为单相奥氏体 （图 1）‚加入 Ｔｉ和 Ｆｅ后组织有所细化‚含 Ｆｅ合金 的晶粒较为均匀． 图 1 三种实验 Ｎｉ基合金的金相组织．（ａ）3％ Ｃｕ；（ｂ）3％ Ｃｕ--1％Ｔｉ；（ｃ）3％ Ｃｕ--3％ Ｆｅ--1％ Ｔｉ Ｆｉｇ．1 Ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｏｆｔｈｒｅｅｋｉｎｄｓｏｆｔｅｓｔｅｄｎｉｃｋｅｌ-ｂａｓｅａｌｌｏｙｓ：（ａ）3％ Ｃｕ；（ｂ）3％ Ｃｕ-1％ Ｔｉ；（ｃ）3％ Ｃｕ-3％ Ｆｅ-1％ Ｔｉ 3∙2 Ｎｉ--Ｃｒ--Ｍｏ--Ｃｕ--Ｍｘ合金晶间腐蚀的实验 结果 3∙2∙1 实验合金晶间腐蚀的失重 （化学浸泡法 ） 表 1为三种合金在沸腾的 Ｃｕ＋ＣｕＳＯ4 ＋50％ Ｈ2ＳＯ4 中浸泡 48ｈ前后的质量变化．从表中可以 看出‚加入 Ｆｅ元素的试样的失重率最高‚其他两 种试样的腐蚀失重率相同‚但加入 Ｔｉ元素的试样 的腐蚀失重率略低．图 2为三种合金在该溶液中 沸腾浸泡 48ｈ后的表面形貌．从图中可以看出‚ 加入 Ｔｉ元素的合金晶界腐蚀最浅 （仅隐约见到 部分晶界 ）‚3％ Ｃｕ合金的晶界腐蚀次之‚含 Ｆｅ 合金的晶界腐蚀较深 （完整晶界显现 ）．说明加 入 Ｔｉ元素‚合金的耐晶间腐蚀能力略有提高；而 加入 Ｆｅ元素以后‚合金的耐晶间腐蚀能力下降． 即便如此‚含 Ｆｅ合金的晶界也未出现明显的腐 蚀沟槽‚即未出现晶间腐蚀． ·462·