（材料学专业论文）epr不锈钢晶间腐蚀检测仪的研制及应用.pdf

摘要 本文对动电位再活化法用于评价不锈钢晶间腐蚀敏感性的各种判据进行了 综合分析与筛选，并研制出了可现场、定量、快速、无损测量不锈钢晶间腐蚀 敏感性的智能化e p r 不锈钢晶阃腐蚀检测仪。 e p r 技术可采用再活化电流i ，、再活化电量q ，、电流比i i i 、电量比q q 等判据来定量评价不锈钢的晶删腐蚀敏感性。i e p r 实验与草酸浸蚀实验对不 同敏化时间的1 c r l 8 n i 9 t i 不锈钢的晶间腐蚀倾向的测量结果表明：各种判据 与材料的敏化程度有良好的对应关系，随着敏化时间的延长而增大，且能灵敏 定量地反映低敏化材料的晶间腐蚀敏感性的变化。各种判据中，i i 与q q 的 数据波动性小，重现性好，而i ，与q ，的数据波动较大，重现性较差。电量判 据( q ，及q q ) 较电流判据( i ，及i i ) 能更灵敏地反映材料晶间腐蚀敏感性的变 化。y 7 e p r 不锈钢晶间腐蚀检测仪采用基于m c s 5 1 单片机技术的智能化设计， 仪器硬件共分四大模块，即c p u 模块、a d d a 模块、键盘显示模块以及恒电 位电路模块。各模块通过系统总线交换信息。仪器的软件采用c 5 1 语言和汇 编语言混合编写，但以c 5 1 语言为主。软件设计中贯穿了结构化和模块化的 思想，各程序模块分别编译调试后再连接定位成可执行文件。仪器采用判据i i 和q q 。评定晶问腐蚀敏感性。 仪器设计完成后，分别用模拟体系和实际体系进行了检验。模拟体系和实 际体系的测量都表明e p r 不锈钢晶间腐蚀检测仪精度高、性能稳定、操作方 便，适合于不锈钢晶间腐蚀倾向的现场、定量、快速和无损检测。仪器设计合 理，达到了预期目的。 关键词：不锈钢晶间腐蚀再活化 a b s t r a c t d i f f e r e n tc r i t e r i au s e di nt h ee l e c t r o c h e m i c a lp o t e n t i o k i n e t i cr e a c t i v a t i o n ( e p r ) t e s t t oe v a | u a t et h e s u s c e p t i b i l i t y t o i n t e r g r a n u ) a rc o r r o s i o n ( i o c ) h a v eb e e ns y n t h e t i c a l l y a n a l y z e da n ds e l e c t e d i nt h i sp a p e r a ni n t e l l i g e n te p rs t a i n l e s ss t e e li g cd e t e c t o rb y w h i c ht h et e n d e n c yo fs t a i n l e s ss t e e lt oi g cc a nb em e a s u r e di n s i t u ，q u a n t i t a t i v e l y , r a p i d l y a n dn o n d e s t r u c t i v e l yh a sa l s ob e e ni n t r o d u c e d m a n yc r i t e r i a s u c h 鹋r e a c t i v ec u r r e n ti nr e a c t i v ec h a r g eq nc u r r e n tr a t i oi , i - a n d c h a r g er a t i oq j q c a nb eu s e di ne p rm e t h o d a c c o r d i n g t ot h er e s u l t so b t a i n e df r o me p r t e s ta n do x a l i ca c i de t c ht e s to ni c r l8 n i9 t is t a i n l e s ss t e e lo fv a r i e ds e n s i t i z a t i o nt i m e ，a l l c r i t e r i aa r ew e l lc o r r e l a t e dw i t ht h e d e g r e e o fs e n s i t i z a t i o n ，w i t hs e n s i t i z a t i o nt i m e i n c r e a s i n g , t h ev a l u eo f c r i t e r i ai n c r e a s e s f u r t h e r m o r e ，e v e r yc r i t e r i ac a ns e n s i t i v e l ya n d q u a n t i t a t i v e l y r e f l e c tt h ed i f f e r e n c eo fm a t e r i a lw i t hl o w e rs e n s i t i z a t i o n a m o n gt h e s e c r i t e r i a ，i i 。a n dq q h a v eb e t t e rr e p e a t a b i l i t yt h a ni 。o r ( bw h i l et h ec r i t e r i ao f c h a r g e ( q 。 q q 。) a r em o r es e n s i t i v et h a nt h ec r i t e r i ao f c u r r e n t ( i ni i - ) t h ee p rs t a i n l e s ss t e e li g cd e t e c t o ri sd e s i g n e do nt h eb a s i so fm c s 5i s i n g l ec h i p m i c r o c o m p u t e rt e c h n i q u e t h eh a r d w a r eo f t h ed e t e c t o r c a nb ed i v i d e di n t of o u rp a r t s ，c p u m o d u l e ，a d d am o d u l e ，k e y b o a r d d i s p l a y e rm o d u l ea n dp o t e n t i o s t s t i cc i r c u i tm o d u l e e a c hm o d u l ee x c h a n g e si n f o r m a t i o nt h r o u g ht h es y s t e mb u s t h es o f t w a r eo f t h ed e t e c t o ri s e d i t e d b yc 5 i l a n g u a g ea n da s s e m b l yl a n g u a g e i t i sw e l l s t r u c t u r e da n dm o d u l a r a l l p r o g r a mm o d u l e sh a v eb e e nl i n k e di n t oa ne x e c u t a b l ef i l ea f t e rc o m p i l e ds e p a r a t e l y i , i - a n d q r q h a v eb e e nc h o s e 踮t h ec r i t e r i ao f t h ed e t e c t o r t h ed e t e c t o rh a sb e e ne x a m i n e do nb o t hs i m u l a t e da n da c t u a i c o n f i g u r a t i o n t h e e x p e r i m e n t a lr e s u l t si n d i c a t et h a tt h ed e t e c t o rw i t haq u a i l t yo fh i g ha c c u r a c y ，n i c es t a b i l i t y a n de a s yo p e r a t i o ni s v e r ys u i t a b l ef o rt h ei n s i t u ，q u a n t i t a t i v e ，r a p i da n dn o n d e s t r u c t i v e m e a s u r e m e n to f t h e t e n d e n c yi ns t a i n l e s ss t e e lt oi g c t h ed e s i g no f t h ed e t e c t o ri sa p p o s i t e a n dt h ep u r p o s ed e s i r e dh a sb e e no b t a i n e d k e yw o r d s ：s t a i n l e s ss t e e l ，i n t e r g r a n u l a rc o r r o s i o n ，r e a c t i v a t i o n 第一章绪论 1 前青 不锈钢材料具有优良的耐全面腐蚀的性能，因而被广泛地使用在许多要求 苛刻的环境中。然而，如果热处理或焊接工艺不当，甚至使用环境中的某些温 度范围或者辐射都可能导致敏化，在特定的腐蚀介质中，就会引起不锈钢的晶 间腐蚀( i g c ) ”i ，在应力的作用下，还可能发生晶间应力腐蚀破裂( i g s c c ) 】。 这类失效事故常常会造成重大的经济损失和人员伤亡。 近几十年来，核能的广泛应用已成为解决世界能源问题的有力手段之一， 同时由于核安全的特殊性，核电设备材料的腐蚀失效问题也日益引起人们的关 注。在核电设备中，沸水堆( b w r ) 再循环管道、压水堆( p w r ) 的控制棒驱 动机构的耐压壳、压水堆( p 、佩) 的化容系统、专设安全管道等均采用奥氏 体不锈钢材料，堆芯材料和蒸汽发生器、传热管等也常使用奥氏体不锈钢或镍 基合金。导致这类材料失效的主要形式之一即为晶间腐蚀( i g c ) 或晶间应力 腐蚀破裂( i g s c c ) 。七十年代中期，美国就报导了应用于沸水堆( b w r ) 的 a i s l 3 0 4 不锈钢的i g s c c 失效事故【4 l 。国内核动力和生产堆设备也发生过多起 不锈钢材料的i g s c c ，i c - c 失效事故，造成了重大的经济损失。因此，工业 上迫切地需要一种无损、定量、快速的现场技术来检测不锈钢的晶间腐蚀敏感 性。 2 不锈钢晶间腐蚀的常用检测方法 晶间腐蚀是金属材料在特定的腐蚀介质中沿晶界发生腐蚀，导致材料性能 降低的现象。从原理上看，晶间腐蚀的各种试验方法都是通过选择适当的浸蚀 剂和浸蚀条件对晶界区进行加速选择性腐蚀，通常可以用热酸浸泡和电化学方 法来实现。 2 i 热酸浸泡法 热酸浸泡法是最早用于检测不锈钢或镍基合金晶间腐蚀敏感性的实验方 法，许多国家都已标准化，如美国的a s t ma 2 6 2 ，前苏联的f o c t 6 0 3 2 ，日 本的s i sg 0 5 7 1 0 5 7 5 ，我国的g b 4 3 3 4 8 4 等。上述标准对晶问腐蚀试验的具 体方法作了详细地论述。主要方法有：硫酸硫酸铜一铜屑法、沸腾硝酸法、硝 酸氟化物法、硫酸硫酸铁法等。表1 1 为标准a s t ma 2 6 2 中热酸浸泡法的 试验溶液，条件以及适用的钢种【6 l 。 表1 - la s t ma 2 6 2 标准中的化学浸泡方法 试验标准时间 试验方法溶液组成温度适用钢种 编号h 硫酸硫酸铜 1 0 0 m lh 2 s 0 4 + 1 0 0 9 3 0 4 ，3 0 4 l ，3 1 6 ， a s t ma 2 6 2 ec e s o + 蒸馏水稀释沸腾2 4 3 1 6 l ，3 1 7 ，3 1 7 l ， 铜屑法 至1 0 0 m l + 铜屑 3 2 1 ，3 4 7 3 0 4 ，3 0 4 l ，3 1 6 ， 3 1 6 l 3 1 7 ，3 1 7 l ， 沸腾硝酸法a s t ma 2 6 2 c 6 5 0 2 h n 0 3 沸腾4 8 5 3 4 7 ，c f - 3 m ， c f 8 m 硝酸氟化物 3 1 6 ，3 1 6 l ，3 1 7 ， a s t ma 2 6 2 d 1 0 h n 0 3 + 3 h f 7 0 0 52 2 法 3 1 7 l 4 0 0 m l蒸馏水 3 0 4 ，3 0 4 l ，3 1 6 ， 硫酸硫酸铁 a s t ma 2 6 2 b + 2 3 6 m l h 2 s 0 4 + 沸腾1 2 0 3 1 6 l ，3 1 7 ，3 1 7 l ， 法 2 5 西c 2 ( s o ) ，c f - 3 m c f - 8 m 硫酸硫酸铜一铜屑法是在酸性硫酸铜溶液试验基础上发展而来的。试验溶 液中c u s o , 钝化剂，h 2 s 吼为腐蚀剂，铜屑则起了“化学恒电位器”的作用f 7 j 。 该方法适于检验奥氏体和双相不锈钢中贫铬区引起的晶问腐蚀。试验周期为 1 6 h 2 4 h ，试验结果用弯曲法和金相法评定，是一种定性的破坏性试验方法。 沸腾硝酸法由h u e y 于1 9 3 0 年首先提出。以后d e l o n g 和s t r e i c h e r 等详细 地研究了试验条件变化的影响。沸腾硝酸试验条件苛刻，试验溶液不仅浸蚀 贫铬区、o 相、t i c 、c c 。等碳化物，甚至非金属夹杂物等在上述溶液中亦 有选择性腐蚀倾向。这种方法对于检验在硝酸或其它强氧化性酸溶液中使用的 合金的晶间腐蚀倾向，是一种较好的试验方法。试验周期为4 8 h x 5 ，试验结 果由失重法评定，也是一种破坏性的定量方法。 w a r r e n 对h n o ，+ h f 试验方法作了全面介绍，并于1 9 5 8 年建议采用 1 0 h n o ，+ 3 h f 溶液作为评定含钼奥氏体不锈钢晶间腐蚀敏感性的定量试验 方法i m 。1 9 8 4 年，我国正式将h n o ，+ h f 法定为国家标准。该方法适用于检验 含钼奥氏体不锈钢由于晶界贫铬引起的晶间腐蚀倾向。试验周期2 h 2 ，试验 结果由失重法评定，同样是一种破坏性的定量评定方法。 酸性硫酸铁法是s t r e i c h e r 于1 9 5 8 年首先提出的呷l 。试验溶液的f e 3 + 可以 抑制不锈钢在硫酸中的全面腐蚀速度。通过调整f e 2 ( s 0 4 ) 3 和h 2 s o 。的配比， 可以抑制酸对晶粒表面的腐蚀，而仅仅浸蚀由于碳化铬沉淀形成的晶界贫铬 区。敏化材料在此溶液中发生强烈的晶粒表面腐蚀和晶粒脱落。试验周期为 1 2 0 h ，试验结果由失重法评定。这也是一种破坏性的定量评定方法。 22 电化学方法 由于电化学方法所固有的优点：简单、快速、易适用于现场。因而在现代 的材料腐蚀监测中扮演了举足轻重的作用。近年来，采用电化学方法检测晶间 腐蚀倾向的研究工作，取得了很大的进展。目前用于检测不锈钢晶间腐蚀倾向 的电化学试验方法主要有以下几种：草酸电解浸蚀法，阳极极化曲线二次活化 峰法，扫描参比电极技术( s r e t ) 以及电化学动电位再活化法( e p r ) 。 s t r e i c h e r 于1 9 5 3 年发展的草酸电解浸蚀方法l ，已被用作检查由碳化铬 沉淀引起的晶问腐蚀敏感性的预备性筛选试验。试样在1 0 草酸溶液中电解 浸蚀后，在显微镜下观察浸蚀表面的金相组织，以判断是否需要进行耗时较长 的热酸浸泡试验。必要时也可作为独立的无损检测方法。草酸电解浸蚀法试验 条件见表1 - 2 【6 1 ，表1 - 3 是浸蚀组织的分类2 1 。这种方法是一种定性的快速无 损检测方法。 i标准 试验溶液温度电流时间适用钢种 i a s t m a 2 6 2l o ( c o o h ) ， 0 ( 4 - 6 ) y l = ( 2 y 2 + 2 7 y l + 1 2 y o 一8 y l + 2 y 2 ) 3 5 ( 4 - 7 ) y o = ( 一3 y 一2 + 1 2 y l + 1 7 y o + 1 2 y i 3 y 2 ) 3 5 ( 4 - 8 ) y l = ( 2 y 一2 8 y l + 1 2 y o + 2 7 y l + 2 y 2 ) 3 5 ( 4 - 9 ) y 2 = ( - y 一2 + 4 y l 一6 y o + 4 y l + 6 9 y 2 ) 7 0 ( 4 。1 0 ) 式中y 表示y 的修正值，由于取n = 2 ，2 n + 1 = 5 ，即五个点；多项式中最高 次幂为3 ，故将式( 4 6 ) 式( 4 1 0 ) 称为五点三次多项式。 程序设计时采集的全部实验数据的最前面两个点和最后面两个点分别由式 ( 4 6 ) ，( 4 7 ) 和式( 4 9 ) ，( 4 1 0 ) 计算，其余各点由式( 4 8 ) 计算。通过 这些公式能将全部采样数据由前到后逐一进行平滑。 除五点三次平滑处，可供选择的平滑函数还很多，平滑所用的点数也不相 同。五点三次平滑最常用，其次是七点平滑，甚至有用到1 3 点平滑的，从五 点到十三点的权重系数列于表4 1 中i 。 表4 - 1 五点至十三点数据平滑的权重系数 淤 654321ol23456 531 21 71 23 7- 2367632 92 l1 43 95 45 95 43 91 42 1 1 13 694 46 98 48 9 8 46 9 4 4 93 l 1 31 1 09 1 62 l2 42 42 42 l1 69ol i 实践中可以根据表4 1 的权重系数和归一化因子( 即权重系数的代数和) 确定平滑公式。 e p r 实验要求求取活化电流，再活化电流以及活化电重，再活化电量等值。 活化电流和再活化电流可通过活化峰和再活化峰的采样数据直接比较而得。活 化电量与再活化电量是电流对时间的积分，可分别通过对活化峰或再活化峰上 4 l 的采样数据进仃- - 侨形拔弱l 但嵌万u l z 寻。积分公式推导如下： 采样数据是一离散信号( 图4 - 2 ) ，步长为h 。 y 图4 - 2 采样数据不熏图 取其中相邻两点y i 9 y 。则它们形成的梯形面积为墨二妥监h ，因此总面 积y 为2 y = 半h + 半h + + 鼍丛h + 垃产h + + 学h ：( 址导+ i - h - i y ；) h ( 4 - 1 1 ) 式“1 1 ) 即为电流的数值积分公式。 4 程序的结构 系统软件采用结构化的程序设计方法编写，结构化的程序设计是将算法转 化为程序的一种非常有效的方法。它严格地限定只利用三种基本的逻辑结构即 顺序结构、分支结构与循环结构，实现任何一种明确定义了的算法。每一种基 本逻辑结构都具有一个共同特点，即只允许具有单一的入口点与单一的出口 点。结构化的程序设计方法大大改进了程序设计。有利于改善模块内程序的控 制结构，使程序结构思路清晰，增强程序的可读性与可修改性。 仪器的软件设计贯穿了结构化的思想，采取由顶向下逐步分层和细化的方 式编写，具体功能由各个子函数或子程序实现。图4 3 是e p r 不锈钢晶间腐 蚀检测仪的主程序流程图。 系统初始化程序模块主要完成8 2 5 5 a 的工作方式的设置，键盘显示芯片 8 2 7 9 的初始化，对两路d a 输出簧零以及恒电模块上各开关置极化准备等功 能。电极参数的输入包括试样号以及电极面积的键入，测量参数包括起扫电位， 回扫电位，扫描速度等，既可以由程度自动设置。也可手动输入，程度自动设 置的值为：起扫电位4 5 0 m v ，回扫电位+ 3 0 0 m v ，扫描速度1 0 0 m v m i n 。 极化曲线测量程序模块的流程图见图4 - 4 。 图4 - 3e p r 不锈钢晶间腐蚀检溅仪主程序流程图 图4 4 极化曲线测量程序流程围 d a 初始值设置为d a i 输出等于起扫电位，d a 2 等于0 。极化时，d a 2 逐渐增加至回扫电位后再递减，在同一电位下，采样次数为1 5 次，取平均值 作为该点电位下的电流，采样结束后两路d a 输出均置0 。 数据处理包括五点三次平滑，作图，以及数值积分和计算结果的显示，计 算结果可以打印输出。 5 程序说明 5 1 全局变量定义与说明见表4 2 。 表4 - 2 程序中的全局变量 变量名类型含义 e c o r r整型自腐电位，单位：m v e c整型起扫电位，单位：m y e p整型 t 回扫电位，单位：m v s c a nr a t e整型扫描速度，单位：m v m i n c u r r a n t l 7 0 0 】 浮点数组顺扫电流值，单位：m a c u r r a n t 2 7 0 0 1 浮点数组回扫电流值，单位：m a c u r r a n t 3 7 0 0 1浮点数组顺扫电流滤波后的值，单位：m a c u r r e n t 4 7 0 0 |浮点数组回扫电流滤波后的值，单位：m a a r e a浮点型 电极面积，单位：c m 2 s a整型试样号 l a 浮点型活化峰峰值电流密度单位：m a c m 2 i r 浮点型再活化峰峰值电流密度单位：i l i a e r a 2 q a浮点型活化电量单位；m c q r浮点型再活化电量单位：m c i r a浮点型 电流比 q r a浮点型电量比 4 5 5 2 基本程序模块及功能见表4 - 3 ： 表4 - 3 基本程序模块说明 函数原型功能 e x t c r nv o i dp r w o r d ( c h a r + s 、在当前位置显示字符数组s 表示的汉字 c x t e i 1 1v o i dp r c h a r ( c h a r + s )在当前位鼍显示字符数组s 表示的字符 c x t e r nv o i dp o s i t i o n ( u c h a r 毛 地址指针置位 u c h a ry ) e x t o r nv o i dp o c u s o r ( u c h a r x ， 光标置位 u c h a ry ) e x t e r nu i n ta d 5 7 4 ( v o i d )进行一次a d 转换，返回结果 e x t e r l lv o i dd e l a y ( u c h a r1 1 )延时n 0 0 1 s e x t e mv o i dd e l a y l “o l d )延时5 0 u s ，用于等待a d 转换结束 o x t e r nv o i dd e l a y 2f v o l d )延时l m s e x t e r nv o i d i d c s p t ( f l o a t n 五点三次平滑f l ：滤波前数组f 2 ：滤波后数组 f l o a t f 2 ) e x t c r nv o i dp l o t “o i d )画图 a 舡玎nv o i dp r o c e $ $ ( v o i d ) 计算i 。，i ，qq 。以及i i , ，q j q o r t e r nv o i ds a m p l e ( v o i d )采样 e x 协l - nu c h a r g e t k e y ( v o i d )读键值，显示并返回键值 m a i n ( )调用各种子函数完成测量过程 第五章e p r 不锈钢晶间腐蚀检测仪的应用 1 模拟实验 仪器设计完成后，首先用模拟电解池对仪器的综合性能进行了考核，模拟 电解池的构成如图5 - l 所示： 参比 辅助。芒兰 _ 上_ 士研究辅助o = 卜主_ _ 亡= ) q 研究 围5 - 1 模拟电解池的构成 选取了三组模拟体系进行实验，凡均为1 0 q ，k 分别为2 0 7 q ，2 0 2 1 q 及2 0 1 5q ，电位扫描范围为0 3 0 0m y ，扫描速度i 0 0m v m i n 。对于模拟电 解池，顺扫和逆扫时极化曲线重合，均为一直线( 图5 - 2 ) 。i 和均等于最大极 化电位( 3 0 0m v ) 下的电流，q q 则为直线下的面积。 i i - ，i 图5 - 2 模拟电解池的极化曲线 k ( 5 i ) ，( 5 - 2 ) 是l 。kq 。q ，的理论计算式： 晋( m a ) q a = q r = 3 0 0 r px ( i 3 0 0 1 0 0 x 6 0 ) = 2 7 0 0 0 ，r p ( m c ) 4 7 ( 5 - 1 ) ( 5 - 2 ) 表5 1 是仪器测得的各项数据与理论值的比较 表5 - l 模拟电解池实验结果 模拟体系l 模拟体系2 一模拟体系3 + ( r 口- 2 0 7 q )( r 户2 0 2 1n ) ( 1 乙宅0 1 5q ) 测量值1 4 48 l 1 4 8 11 4 8 7 1 - 理论值1 4 49 31 4 8 41 4 8 9 相对误差o 0 8 3 0 2 0 2 0 1 3 4 测量值1 4 4 7 21 4 8 8 1 4 9 1 理论值1 4 4 9 3 1 4 4 8 41 4 8 9 i f 相对误差0 1 4 4 0 2 6 9 0 1 3 4 测量值1 3 0 i 28 1 3 4 4 2 l 1 3 34 3 4 q 。 理论值1 3 0 4 3 5 1 3 3 5 9 7 1 3 3 9 9 5 相对误差0 2 3 5 0 6 1 6 0 4 1 8 测量值1 3 0 0 9 7 1 3 2 8 4 3 1 3 4 5 0 6 q r理论值1 3 0 4 3 5 1 3 3 5 9 7 1 3 3 9 9 5 相对误差 02 5 9 0 5 6 4 0 3 8 1 由表5 - 1 的数据可以看出，仪器的精度较高，适应范围广，可以通过模拟考核。 2 实际体系实验 为进一步对e p r 不锈钢晶问腐蚀检测仪的性能及稳定性作进步的测试， 选用了四种经敏化处理的不锈钢作为实际体系进行了实验，实验结果与草酸浸 蚀法的实验结果进行了对比。 2 1 材料 实验中选取了四种不锈钢材料，其牌号及成分构成见表5 2 ： 表5 - 2 实验用不锈钢材料的化学组成 钢号cs jm nspc rn im o t i 3 1 6 l 0 0 3 l0 6 2 1 6 0 0 o l l 0 0 0 61 7 8 01 3 6 32 5 3 3 0 4 l0 0 1 6o 5 5o 2 70 0 0 70 0 3 51 8 6 49 3 8 3 2 lo o so 6 31 6 9 0 0 2 4o 0 0 71 7 5 51 0 4 0 0 5 6 3 0 4 公称成分( 未测量) 各不锈钢试样在6 5 0 下敏化2 小时后空冷。 2 2 实验方法 草酸浸蚀法见第二章 e p r 实验采用自行研制的e p r 不锈钢晶间腐蚀检测仪测量。实验条件见 表5 3 。 表5 - 3e p r 实验条件 电解质溶液0 5 m o l l h 2 s o , + 0 0 1 m o i lk s c n 温度2 5 ( 2 表面处理 n o 1 0 0 0 金相砂纸 扫描速度 1 0 0 m v m i n 主彗邕皇垡蔓旦 兰j ! 也：= i 塑翌：! 星1 2 3 实验结果与讨论 经草酸浸蚀后各试样的形貌照片见图5 - 3 ，由图可以看出，仅3 0 4 不锈钢 腐蚀非常严重t 晶界处出现了大量的腐蚀沟，为沟状组织，具有严重的晶间腐 蚀敏感性，而3 0 4 l 、3 1 6 l 和3 2 1 不锈钢则为台阶组织，晶间腐蚀倾向较小。 图5 - 3 草酸浸蚀实验后的金相结构( 3 2 0 x ( a ) 3 0 4 ( b ) 3 0 4 l ( c ) 3 1 6 l ( d ) 3 2 1 e p r 实验结果见表5 - 4 。 表5 4e p r 实验结果 钢号i r ( m a c m 2 )o r ( m c l c m 2 ) i r i a o r o a 3 0 41 5 1 2 1 0 8 1 0 52 2 7 2 5 4 3 0 4 l 0 0 8 28 7 5 20 7 5 o 8 3 3 1 6 l 0 0 0 l0 0 1 50 0 1 o 0 2 3 2 l0 o o l0 0 1 30 o i 0 0 1 据文献报导【2 2 l ，i i i 的值大于1 0 为具有较强的晶间腐蚀敏感性， 在1 1 0 之间为具有轻微的晶间腐蚀敏感性。低于l 则不具晶间腐蚀敏感性。因 此，根据表5 - 4 的结果可以判定，敏化处理后的3 0 4 不锈钢具有严重的晶间腐 蚀敏感性，而3 0 4 l ，3 1 6 l 和3 2 1 不锈钢则不具有晶间腐蚀敏感性。e p r 的实 验结果于革酸浸蚀所得的实验结果完全吻合。e p r 实验是量化的测量，而草 酸浸蚀法只能得到定性的结果。 图5 - 4 是经e p r 实验后的试样的晶相形貌照片，由图可以看出，3 0 4 不锈 钢试样的晶界处发生了严重的腐蚀，出现了较深的腐蚀沟，而其余3 种不锈钢 的晶界则未发生腐蚀。图5 - 4 进一步表明了e p r 技术用于测量不锈钢晶间腐 蚀倾向的合理性。 图5 - 4e p r 实验后的金相结构f 3 2 0 ) ( a ) 3 0 4 ( ”3 0 4 l( c ) 3 1 6 l ( d ) 3 2 1 测量过程中，仪器性能稳定，未出现异常现象，对各种不锈钢体系均能正 常测量。 2 4 结论 ( 1 ) e p r 实验与草酸漫蚀实验的结果完全吻合，这表明e p r 技术用于检 测不锈钢晶间腐蚀倾向是完全可行的。 ( 2 ) e p r 实验是量化的测量，而草酸浸蚀法则是定性的测量，这是e p r 更适于工业应用的有利条件之一。 ( 3 ) 仪器在测量过程中，操作简便，工作稳定，适于测量各种不锈钢体 系的晶间腐蚀敏感性。 3 小结 模拟实验和实际体系的测量都表明了e p r 不锈钢晶间腐蚀检测仪的精度 高、性能稳定、易于操作，适于不锈钢晶间腐蚀倾向的现场、定量、快速和无 损检测。仪器设计合理，达到了预期目的。 参考文献 魏宝明，金属腐蚀理论及应用，化学工业出版社，1 9 8 4 【2 】m j p o v i c h ，c o r r o s i o n ，l9 7 8 ，3 4 ，6 0 【3 】m j p o v i c h ，p r a o ，c o r r o s i o n ，1 9 7 8 ，3 4 ，2 6 9 f 4 1a t u b o a d a ，l f r a n k a s t ms t p6 5 6 ，l9 7 8 ，8 5 【5 】张伟国，腐蚀科学与防腐蚀工程技术新进展，化学工业出版社，1 9 9 9 ，3 6 【6 】a s l m b o o k o f s t a n d a r d s ，a 2 6 2 ，a s t m ，p h i l a d e l p h i a p a , 1 9 8 4 f 7 】l r s c h a r f s t e i n ，c m e i s e n b r o w n ，a s t ms t p3 6 9 ，1 9 6 3 ，2 3 5 8 1w b d e l o n g ，a s t ms t p 9 3 ，1 9 5 0 ，2 1l ( 9 】d w a r r e n ，a s t mb u l l e t i n ，n o 2 3 0 ，19 5 8 ，4 5 【l o m a s t r e i c h e r , a s t mb u l l e t i n ，n o 2 2 9 ，1 9 5 8 ，7 7 【1 1 1m a s t r e i e h e r ，a s t mb u l l e t i n ，n o 1 8 8 ，1 9 5 3 ，3 5 【1 2 】中华人民共和国国家标准，g b 4 3 3 4 1 - 8 4 ，国家标准局，1 9 8 4 【1 3 】l c l e r b o i s ，j m a s s a r t ，e l e c t r o c h i ma c t a ，1 9 5 9 ，l ，7 0 【1 4 】s s z k l a r s k a s m i a l o w s k a , g c r a g n o l i n o ，c o r r o s i o n ，1 9 8 0 ，3 6 ( 1 2 ) ，6 5 3 【1 5 田昭武等，电化学实验方法进展，厦门大学出版社，1 9 8 8 ，2 5 5 1 6 】吴荫顺，金属腐蚀研究方法，冶金工业出版社，1 9 9 3 1 7 】f d u f f a u l t ，j p p o u z e t ，r l a c o m b e ，c o r r o s i o ns c i e n c e ，1 9 6 6 ，6 ，8 5 1 8 】v c i h a l ，c o r r o s i o ns c i e n c e ，1 9 8 0 ，2 0 ，7 3 7 【1 9 v c i h a l ，w e r k s t o f i ea n dk o r r o s i o n ，1 9 8 6 ，3 7 ，5 8 7 【2 0 】w l c l a r k e ，d c c a r l s o n ，m a t e r i a l sp e r f o r m a n c e ，1 9 8 0 ，1 9 ( 3 ) ，1 6 2 1 】f - u m e m u r a ，t k a w a m o t o ，c o r r o s i o ne n g i n e e r i n g ，1 9 7 9 ，2 8 ，2 4 2 2 】f u m e m u r a , m a k a s h i ，t k a w a m o t o ，c o r r o s i o ne n g i n e e r i n g ，1 9 8 0 ，2 9 ，1 6 3 【2 3 a p m a j i d i ，m a s t r e i c h e r , c o r r o s i o n ，1 9 8 4 ，4 0 ( 1 1 ) ，5 8 4 【2 4 a p - m a j i d i ，m 。a 。s t t e i c h e r , c o r r o s i o n ，1 9 8 4 ，4 0 ( 9 ) ，4 4 5 2 5 】s m b r u e m m e r , c o r r o s i o n ，1 9 8 6 ，4 2 ( 1 ) ，2 7 2 6 】r f a j a r g e l i u s ，s h e r t z m a a , e s y m n i o t i s ，c o r r o s i o n ，1 9 9 1 ，4 7 ( 6 ) ，4 2 9 【2 7 】p m u r a l e e d h a r a n ，j b g n a n a r n o o r t h y , e r o d r i g u e z ，c o r r o s i o n ，1 9 9 6 ，5 2 ( 1 0 ) ，7 9 0 【2 8 】j b l e e ，c o r r o s i o n ，1 9 8 6 ，4 2 ( 2 ) ，1 0 6 2 9 】j b s c u l l y , r g k e l l y , c o r r o s i o n ，1 9 8 6 ，4 2 ( 9 ) ，5 3 7 3 0 s f r a n g i n i ，a m i g n o n e ，c o r r o s i o n ，1 9 9 2 ，4 8 ( 9 ) ，7 1 5 【3 l 】h h u a n g ，c l i u ，s c h e n ，c o r r o s i o n ，1 9 9 2 ，4 8 ( 6 ) ，5 0 9 【3 2 】a s t mb o o ko f s t a n d a r