464 北京科技大学学报 第32卷 由表4可知：加入T元素后合金的击穿电位略 10 有降低，且其自腐蚀电流升高，说明加入T元素会 对合金在%三氯化铁溶液中的耐点蚀能力有所削 10 弱；而含Fe元素的N合金的击穿电位升高，自腐蚀 10 电流降低，说明Fe元素对N厂CrMo一Cu合金的耐 10- -3条Cu 3%C-1%Ti 点蚀能力有所增强， 10 3%C-3%Fe-1%Ti 图5为进一步以近年采用的循环伏安法0-山 1065 在3.%NaC中通过自钝化区正向扫描到较高电 0.5 1.0 1.5 2.0 电压W 位以使合金的钝态局部被破坏，然后再反向扫描使 其重新钝化，测得的N合金的循环极化曲线，更细 图4三种实验N基合金在%三氯化铁溶液中的极化曲线 致地评价实验合金的耐点蚀性能，从图上得到的特 Fig 4 Polarization curves of thre kinds of tested nickelbase allbys 征值列入表5. n 6%ferric chbrile 表4三种实验N基合金在%三氯化铁溶液中的极化曲线特征值 Table 4 Characteristic vales of the anodic polarization curves of three kinds of tested nickelbase alloys in 6 ferric chborile 合金 Econ N 4N1 4N-1 Bp A ir(A…m-2) E mV 3%Cu 0.3216 7.477 4.084 12760 29.47 0.8739 3%Cu-1%Ti 0.3053 8.064 3.140 10546.6 36.79 0.8640 3%Cu-3%Fe-1%Ti 0.3541 7.215 3.924 21384 18.25 0.9131 10- 在N厂Cr Mo-Cu合金中单一加入Ti元素后合金的 10 耐点蚀能力会下降，而进一步再加入Fe元素后，合 金的耐点蚀能力反而提高 白10 4讨论 10 -3%Cn 由于T与C的亲合力大于C与C的亲合力， 3%C-1%T 109 高温时能形成稳定的T汇从而降低了N一CrMo 3%C-3%Fc-1%Ti 0.2 0 020.40.6081.0 Cu合金中的固溶碳量，使C的碳化物难以析出，确 电压N 保了实验合金奥氏体中高C含量，使其具有更为优 越的抗晶间腐蚀性能，Fε的标准电极电位较低 图5三种实验N基合金的循环极化曲线 Fig 5 Cimular polarization curves of three kinds of tested nickel (一0.44V),%Fe的加入降低了N合金的电化学 base alloys 稳定性，也使晶界区域处于更活泼的状态；而且Fe 表5三种实验V基合金在点蚀溶液中循环极化曲线的特征值 与C的亲合力较低，Fe不能像TiNb那样起固定C Table 5 Characteristic vahes of the ciru lar polarization curves of three 的作用，不能阻止C3C的沉淀而使晶界附近贫 kinds of tested nickel base alloys Cr此外在晶界还有可能有FcC(o相)析出.这些 点蚀电位， 保护电位， (E-E)/ 都会引起晶界区发生贫铬的腐蚀，所以添加F后合 合金 EN E。N 金的耐晶间腐蚀能力有所下降（如图2和图3表1 3%Cu 0.9103 0.8343 0.0760 和表2所示) Cu-1%Ti 0.9000 0.8166 0.0834 T的加入会形成TC和TN等夹杂，如图6(b) 3%Cm-3%Fe-1%Ti0.9380 0.9367 0.0013 所示的四边形、菱形的TN夹杂物（光镜下呈橘黄 色)，它们常常成为点蚀源，所以使合金的耐点蚀能 从表5可以看出，三种合金的孔蚀电位由高到 力有所下降.从金相组织图1可知，添加Fe的合金 低，以及E一E,差值由小到大的顺序都依次为% 与其他两种合金相比，其金相组织变得均匀、等轴性 Cu-%Fe-1%Ti3%Cu和3%Cu-1%Ti所以 好，因此也有利于其耐点蚀能力的提高北 京 科 技 大 学 学 报 第 32卷 图 4 三种实验 Ｎｉ基合金在 6％三氯化铁溶液中的极化曲线 Ｆｉｇ．4 Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎｃｕｒｖｅｓｏｆｔｈｒｅｅｋｉｎｄｓｏｆｔｅｓｔｅｄｎｉｃｋｅｌ-ｂａｓｅａｌｌｏｙｓ ｉｎ6％ ｆｅｒｒｉｃｃｈｌｏｒｉｄｅ 由表 4可知：加入 Ｔｉ元素后合金的击穿电位略 有降低‚且其自腐蚀电流升高‚说明加入 Ｔｉ元素会 对合金在 6％三氯化铁溶液中的耐点蚀能力有所削 弱；而含 Ｆｅ元素的 Ｎｉ合金的击穿电位升高‚自腐蚀 电流降低‚说明 Ｆｅ元素对 Ｎｉ--Ｃｒ--Ｍｏ--Ｃｕ合金的耐 点蚀能力有所增强． 图 5为进一步以近年采用的循环伏安法 ［10--11］ 在 3∙5％ ＮａＣｌ中通过自钝化区正向扫描到较高电 位以使合金的钝态局部被破坏‚然后再反向扫描使 其重新钝化‚测得的 Ｎｉ合金的循环极化曲线‚更细 致地评价实验合金的耐点蚀性能．从图上得到的特 征值列入表 5． 表 4 三种实验 Ｎｉ基合金在 6％三氯化铁溶液中的极化曲线特征值 Ｔａｂｌｅ4 Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｖａｌｕｅｓｏｆｔｈｅａｎｏｄｉｃｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎｃｕｒｖｅｓｏｆｔｈｒｅｅｋｉｎｄｓｏｆｔｅｓｔｅｄｎｉｃｋｅｌ-ｂａｓｅａｌｌｏｙｓｉｎ6％ ｆｅｒｒｉｃｃｈｌｏｒｉｄｅ 合金 Ｅｃｏｒｒ／Ｖ ｂｃ／Ｖ—1 ｂａ／Ｖ—1 ＲＰ／Ω ｉｃｏｒｒ／（μＡ·ｃｍ—2） Ｅｂ／ｍＶ 3％ Ｃｕ 0∙3216 7∙477 4∙084 12760 29∙47 0∙8739 3％ Ｃｕ--1％ Ｔｉ 0∙3053 8∙064 3∙140 10546∙6 36∙79 0∙8640 3％ Ｃｕ--3％ Ｆｅ--1％ Ｔｉ 0∙3541 7∙215 3∙924 21384 18∙25 0∙9131 图 5 三种实验 Ｎｉ基合金的循环极化曲线 Ｆｉｇ．5 Ｃｉｒｃｕｌａｒｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎｃｕｒｖｅｓｏｆｔｈｒｅｅｋｉｎｄｓｏｆｔｅｓｔｅｄｎｉｃｋｅｌ- ｂａｓｅａｌｌｏｙｓ 表 5 三种实验 Ｎｉ基合金在点蚀溶液中循环极化曲线的特征值 Ｔａｂｌｅ5 Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｖａｌｕｅｓｏｆｔｈｅｃｉｒｃｕｌａｒｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎｃｕｒｖｅｓｏｆｔｈｒｅｅ ｋｉｎｄｓｏｆｔｅｓｔｅｄｎｉｃｋｅｌ-ｂａｓｅａｌｌｏｙｓ 合金 点蚀电位‚ Ｅｂ／Ｖ 保护电位‚ Ｅｐ／Ｖ （Ｅｂ—Ｅｐ）／ Ｖ 3％ Ｃｕ 0∙9103 0∙8343 0∙0760 3％ Ｃｕ--1％ Ｔｉ 0∙9000 0∙8166 0∙0834 3％ Ｃｕ--3％ Ｆｅ--1％ Ｔｉ 0∙9380 0∙9367 0∙0013 从表 5可以看出‚三种合金的孔蚀电位由高到 低‚以及 Ｅｂ—Ｅｐ差值由小到大的顺序都依次为 3％ Ｃｕ--3％ Ｆｅ--1％ Ｔｉ、3％ Ｃｕ和 3％ Ｃｕ--1％ Ｔｉ‚所以 在 Ｎｉ--Ｃｒ--Ｍｏ--Ｃｕ合金中单一加入 Ｔｉ元素后合金的 耐点蚀能力会下降‚而进一步再加入 Ｆｅ元素后‚合 金的耐点蚀能力反而提高． 4 讨论 由于 Ｔｉ与 Ｃ的亲合力大于 Ｃｒ与 Ｃ的亲合力‚ 高温时能形成稳定的 ＴｉＣ‚从而降低了 Ｎｉ--Ｃｒ--Ｍｏ-- Ｃｕ合金中的固溶碳量‚使 Ｃｒ的碳化物难以析出‚确 保了实验合金奥氏体中高 Ｃｒ含量‚使其具有更为优 越的抗晶间腐蚀性能．Ｆｅ的标准电极电位较低 （—0∙44Ｖ）‚3％ Ｆｅ的加入降低了 Ｎｉ合金的电化学 稳定性‚也使晶界区域处于更活泼的状态；而且 Ｆｅ 与 Ｃ的亲合力较低‚Ｆｅ不能像 Ｔｉ、Ｎｂ那样起固定 Ｃ 的作用‚不能阻止 Ｃｒ23Ｃ6 的沉淀而使晶界附近贫 Ｃｒ‚此外在晶界还有可能有 ＦｅＣｒ（σ相 ）析出．这些 都会引起晶界区发生贫铬的腐蚀‚所以添加 Ｆｅ后合 金的耐晶间腐蚀能力有所下降 （如图 2和图 3、表 1 和表 2所示 ）． Ｔｉ的加入会形成 ＴｉＣ和 ＴｉＮ等夹杂‚如图 6（ｂ） 所示的四边形、菱形的 ＴｉＮ夹杂物 （光镜下呈橘黄 色 ）‚它们常常成为点蚀源‚所以使合金的耐点蚀能 力有所下降．从金相组织图 1可知‚添加 Ｆｅ的合金 与其他两种合金相比‚其金相组织变得均匀、等轴性 好‚因此也有利于其耐点蚀能力的提高． ·464·