氯離子濃度及溫度對2101雙相不銹鋼孔蝕性質的影響研究

Translated title of the thesis: Effects of chloride concentration and solution temperature on pitting corrosion behavior of 2101 duplex stainless steel
  • 黃 田盛

Student thesis: Master's Thesis

Abstract

本研究主要探討氯離子濃度及溫度對2101雙相不銹鋼孔蝕性質的影響。實驗材料使用2101雙相不銹鋼,並在1100 °C下進行固溶均質化熱處理,而後藉由循環極化試驗評估2101雙相不銹鋼之孔蝕敏感性隨環境條件不同的變化。並且透過定電位鈍化處理去釐清不同溫度下,鈍化膜之化學組成的差異,進一步說明其對於孔蝕抵抗性的影響。此外以2205雙相不銹鋼作為實驗對照組,藉此探討合金含量在孔蝕性質中所扮演的角色。 電化學實驗結果顯示,在所有環境條件下,2205雙相不銹鋼之抗蝕性質皆優於2101雙相不銹鋼。在不同氯離子濃度之NaCl水溶液中,2101雙相不銹鋼之孔蝕性質以在21300 ppm氯離子濃度中受溫度變化的影響最為顯著,當 10 °C升溫至25 °C時,表面開始有孔蝕生成;而2205雙相不銹鋼之孔蝕性質同樣以在21300 ppm氯離子濃度中受溫度變化的影響最為顯著,但卻於50 °C下才開始發生孔蝕。另一方面在不同溫度下,2101雙相不銹鋼之Enp值在25 °C下受氯離子濃度變化的影響最為顯著,而2205雙相不銹鋼之Enp值則是在50 °C下受氯離子濃度變化的影響最為顯著,且兩者之Enp驟降的氯離子濃度區間皆為250 ppm至2500 ppm。此外孔蝕皆優先發生於2101及2205雙相不銹鋼中的?相,並隨著溫度上升,孔蝕將由點狀轉為蕾絲狀的腐蝕形貌,而當表面蕾絲覆?層進一步受到溶解後,最終則會留下碗狀的蝕孔。 XPS分析結果顯示,兩種雙相不銹鋼之O1s複合峰中氧化層的含量比例皆隨溫度上升而增加,其中氧化層含量比例的增加是由2101雙相不銹鋼中的Fe2O3所貢獻,而2205雙相不銹鋼則是Cr2O3。此外兩種雙相不銹鋼之N1s的化學態主要以NH3存在,且其含量比例以2101雙相不銹鋼較高,而這可能與2101雙相不銹鋼具有較高的N含量有關。藉此可以進一步證實Mo與N之間的協同作用,主要由於2101雙相不銹鋼具有的Mo含量較低,因此無法藉由增加N含量來提升抗孔蝕性質,而有較高的孔蝕敏感性。
Date of Award2015 Aug 21
Original languageChinese
SupervisorWen-Ta Tsai (Supervisor)

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