摻雜合金元素多元共滲層耐蝕性能及阻抗譜研究.pdf

1、低溫氣體多元共滲技術(shù)因具有優(yōu)良的耐蝕性而應(yīng)用于防腐領(lǐng)域，但是該技術(shù)防腐機(jī)理尚不清楚。因此本文主要內(nèi)容是采用摻雜合金元素復(fù)合處理、多元共滲技術(shù)對(duì)Q235鋼和35CrMo鋼進(jìn)行表面處理，通過(guò)多種手段綜合評(píng)價(jià)其抗腐蝕性能，并探討其腐蝕機(jī)理。
　　具體研究?jī)?nèi)容包括：首先利用金相顯微鏡觀察不同工藝處理后試樣的金相組織；再通過(guò)X射線(xiàn)衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)進(jìn)一步測(cè)定滲層中的物相及成分；通過(guò)中性鹽霧試驗(yàn)、電化學(xué)極化曲線(xiàn)和電化學(xué)阻

2、抗譜(EIS)測(cè)試技術(shù)評(píng)價(jià)試樣的耐蝕性能，并利用EIS技術(shù)測(cè)試連續(xù)浸泡試樣的阻抗譜，跟蹤滲層的破壞過(guò)程；而力學(xué)性能主要檢測(cè)硬度和沖擊性能。
　　研究結(jié)果表明：Q235鋼多元共滲處理后表面形成以氮化物(Fe3N和Fe4N)為主的改性層，并含有Fe3O4、Fe2O3等氧化物。摻雜A1和Si元素復(fù)合處理后的滲層除了以上這些物相外還有少量的A12O3和SiO2。35CrMo鋼經(jīng)多元共滲處理后的滲層主要成分是Fe3N，F(xiàn)e3O4、Fe2O3

3、以及一些合金(Cr\Mo)氮化物。同時(shí)由于合金元素的影響，所得的滲層厚度也變薄。在力學(xué)性能方面，由于Fe-N化合物的強(qiáng)化作用，試樣表面硬度提高。但是Q235鋼摻雜合金元素復(fù)合處理沖擊性能顯著降低，而35CrMo鋼的沖擊吸收功卻沒(méi)有發(fā)生大的變化。
　　在抗腐蝕性能方面，無(wú)論是Q235鋼還是35CrMo鋼經(jīng)過(guò)表面處理后其抗蝕性能都大大提高。由于試樣表面形成致密的氧化膜和Fe-N化合物層化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，因而大大提高試樣的抗鹽霧腐蝕性能。另

4、外，極化曲線(xiàn)測(cè)試結(jié)果表明試樣滲層的腐蝕電位Ecorr提高，腐蝕電流密度icorr減小，陽(yáng)極塔菲爾斜率βα增大，因此腐蝕速度相對(duì)基體材料來(lái)說(shuō)大大減小。
　　阻抗譜測(cè)試結(jié)果顯示：經(jīng)過(guò)表面處理后試樣的阻抗譜與未處理的原材的阻抗譜形狀不同，且阻抗變大。同一樣品浸泡不同時(shí)間對(duì)應(yīng)的阻抗譜形狀發(fā)生變化，說(shuō)明隨著腐蝕的發(fā)展，滲層的性能和結(jié)構(gòu)也在變化。在試樣浸泡初期，阻抗譜出現(xiàn)兩段容抗弧，這是因?yàn)楸砻嫜趸け容^薄且存在缺陷造成的；隨著浸泡時(shí)間的延長(zhǎng)