AISI 316不锈钢在甲酸和乙酸溶液中的腐
蚀性能
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藏，私试砼
AISI316不锈钢在甲酸和乙
酸溶液中的腐蚀性能
巴
kB,l育永场
I.SEKINE,A.MASUKO,K.SENOO
王7I
摘要AISI316不锈钢在甲酸和乙酸溶液中的腐蚀性能的研究，是通过测量腐蚀失
重，极化曲线，钢/溶液界面的阻抗及自然腐蚀电位(NEP)随时间的变化而进行的AISI
316钢在甲酸和乙酸溶液中的腐蚀速度显着依植于酸的浓度与温度.AISI316钢在甲酸
和乙酸水溶液中的腐蚀速度大于其在无水溶液中的腐蚀速度.AISI316钢在无水溶液中
的腐蚀特性与其在水溶液中的腐蚀特性完全不同.据认为Cr,Mo有助于提高AISI316
钢在水溶液中的耐蚀性，而Ni的作用很小.在无水甲酸溶液中Cr的主要作用是提高耐蚀
性能，而Mo,Fe的作用很小；在无水乙酸溶液中Cr有助于提高耐蚀性，而Mo的作用很
小.为1j解AISI316钢在甲酸中所形成的钝化膜的情况，可采用俄歇电子能谱.(AES)
分析其成分.成分分析结果显示钢表面的Mo含量比浸入甲酸以前的含量太，而F含量
比浸入甲酸以前的含量少.同时还发现在甲酸水溶液中的钢表面Cu 含量与无水甲酸溶
液中钢的表面Ni含量都大于浸入以前的含量.对于乙酸而言，浸入后钢的表面分析是由
离子探针分析仪(IMA)进行的在浓度为5O和100的乙酸中，钢表面的cr含量有所
增加.在9O的乙酸中由于浸入后试样表面主要成分的分布状况没有发生变化，所以认
为试样没有发生选择性腐蚀.
1引言
AISI316不锈钢具有很强的抗腐蚀能力，可广泛地应用于各种腐蚀环境中.然而它
在有机酸中的腐蚀性能还不十分清楚，以前发表的论文曾对AISI304钢和ss41钢(c一
0.08,si一微量,Mn—O.35,P—O.014,s—O.018，其余为铁，与低碳钢相似)在甲酸和乙酸
溶液中的腐蚀性能作了详尽的研究.
本文旨在阐明AISI316钢在甲酸和乙酸溶液中的腐蚀性能，通过测量腐蚀失重，极
化曲线，钢/有机酸界面的阻抗及自然腐蚀电位(NEP)随时间的变化情况，对腐蚀特性作
出细致的研究.在失重试验中，测量工作是在室温与沸点温度下进行的.由于沸点温度下,
钢与有机酸组成的系统不稳定，所以不能采用电化学测量方法只能对钢进行表面分析
时，才能了解沸点对AISI316钢的腐蚀状况.
100?
2试验
2.1材料
AISI316钢和纯Mo的电极是截面积为3.14mm的钢丝，其化学成分见表1.将
AISI316钢在真空中于1050℃退火40分种，然后水淬.每个试验电极都有一个截面由
Teflon所密封.试验前将所有的试验电极都用粒度为1500度的砂纸
研磨后，再在超声波
清洗机上用丙酮除去油渍.试剂级的甲酸(98～99)和乙酸(99.5)是按我们以前发
表的文章所述的方法提纯的.所使用的甲酸和乙酸的浓度范围为1～100.在标称体
积浓度为100的酸性溶液中，水的残余量是由KarlFischer方法测出来的.这种方法是
采用电化学方法测量水与KarlFischer试剂问的特殊反应.该试剂的组成为I,SO，吡啶
316钢和304钢的区别及CHaOH.在甲酸中需要滴入0.3的水用于失重测量，滴入0.5的水用于电化学测
量在乙酸中需要滴入0.008的水用于失重测量，滴入0.04的水用于电化学测量.溶
液需要用纯净脱气2小时.电化学测量时，作为辅助电解质的甲酸钾(O.5M)和乙酸
钾(0?5M)~J，电位蚵犁量可以标准甘汞电极作参比电极.
表1AISI316钢的化学成分
2.2失重的测量
试验前将准备浸入甲酸中的试样依次用240度到1200度的砂纸进行研磨.而对准备
浸入乙酸中的试样则采用800度到1200度的砂纸进行研磨.然后，在超声波清洗机上用
甲醇和丙酮除去油渍.浸入甲酸中的试样分别于沸点温度与室温检测7天和70天.
2.3极化曲线的测量
反电极为30X40×0.5毫米规格的铂片.测量前对浸在甲酸中的AISI316钢作电极
在一10mA/cm的极化电流密度下进行40分种的阴极极化.对浸入乙酸中的AISI316钢
中的工作电极也在同样的极化电流密度下进行阴极极化，极化时间见表2，然后更换溶
液.电极极化结束后立即用动电位方法以50mV/分的扫描速度测量极化曲线.
表2AISI316钢在乙酸中的极化处理时间
为了研究AISI316钢在甲酸溶液中浸泡时间对极化性能的影响，还测量了阴极极化
后浸泡24小时后的AISI316钢的极化曲线.
2.4自然腐蚀电位——浸人时间曲线的测量
101
继阴极极化后用电动记录装置对AISI316钢的自然腐蚀电位进行24小时的监测.
2,5阻抗的测量