Ce变质处理提高Fe-Cr-Ni中熵合金抗点蚀性的研究

作者：杜晓洁; 张威; 丁骁; 贾玺泉; 徐震霖; 范光伟; 何宜柱^*

来源：表面技术, 2022, 51(03): 117-127.

DOI：10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2022.03.012

• 稀土Ce
• Fe-Cr-Ni中熵合金
• 点蚀
• 夹杂物
• 核壳结构
• 钝化膜

目的 研究Ce变质处理提高Fe-Cr-Ni中熵合金在3.5%NaCl溶液中抗点蚀性的机理。方法 通过动电位极化实验，分析Ca变质处理与Ce变质处理的Fe-Cr-Ni中熵合金的抗点蚀性。利用SEM和EDS等手段观察了经不同变质处理后合金中夹杂物的形貌和元素组成，并结合阻抗谱分析与XPS技术研究了Ce对钝化膜保护力的影响。结果经不同变质处理的Fe-Cr-Ni中熵合金中的夹杂物形态不同，Ca变质处理合金中夹杂物为Ca O-Al2O3和CaS-Al2O3复合夹杂物。在腐蚀过程中，CaS优先溶解导致点蚀萌生。Ce变质处理合金中夹杂物是具有核壳结构的(Ce,Si)xOy-(Al,Mn)xOy稀土复合夹杂物，降低了点蚀敏感度，提高了抗点蚀性。在3.5%NaCl溶液中，Ca变质处理Fe-Cr-Ni中熵合金的腐蚀电流密度为3.108×10-6μA/cm2,Ce变质处理Fe-Cr-Ni中熵合金的腐蚀电流密度为4.883×10-7μA/cm2，其腐蚀电流密度降低了85%。Ca变质处理与Ce变质处理的Fe-Cr-Ni中熵合金的容抗弧均呈不完整的半圆状，钝化膜与基体间的电荷转移电阻分别为1.872×105?·cm2和4.312×105?·cm2,Ce变质处理合金钝化膜中电荷转移电阻提高了1.3倍。稀土铈提高了钝化膜的Cr+Ni/Fe+Mn阳离子比，Ca变质处理与Ce变质处理的Fe-Cr-Ni中熵合金钝化膜的Cr+Ni/Fe+Mn阳离子分别为1.66和1.2。XPS分析结果同样表明，Ce变质处理Fe-Cr-Ni中熵合金钝化膜具有更好的保护性。结论 和Ca变质处理Fe-Cr-Ni中熵合金相比，Ce变质处理合金具有更优异的抗点蚀性，这主要归因于稀土元素Ce的影响，一方面Ce使合金中的夹杂物改性，降低了点蚀敏感度；另一方面Ce增加了钝化膜的保护能力，提高了点蚀抗力。

• 单位
  太原钢铁（集团）有限公司; 安徽工业大学; 太原钢铁(集团)有限公司