在海洋环境、油田污水及含氯离子的化工介质中，氯离子含量高，一般不锈钢产品在此环境中的耐全面腐蚀能力尚好，但易发生点蚀、缝隙腐蚀等局部腐蚀，影响使用寿命。C15不锈钢是一种在含氯离子腐蚀环境中具有优良耐蚀性的材料。多年来的现场使用经验表明，C15不锈钢产品具有全面腐蚀率低、使用寿命长、且耐点蚀、耐缝隙腐蚀能力强的优点。

    上海材料研究所的研究者们利用电化学方法，按照国家标准对C15不锈钢试样进行点蚀电位和缝隙腐蚀测试，进一步研究其耐局部腐蚀的机理。

    试验用C15不锈钢及对比材料316L、1Cr18Ni9Ti不锈钢均进行固溶处理，尺寸为10mm×10mm×10mm。对不锈钢而言，化学成分特别是Cr、Mo、Ni等耐蚀元素的综合作用，不仅决定了不锈钢组织形态，还决定了不锈钢表面钝化膜成分与性质。C15不锈钢组织较均匀，晶界只有少量沿晶碳化物，减少了因晶界腐蚀而发生点腐蚀和缝隙腐蚀的诱因。

    对不锈钢表面钝化膜形成有影响的成分主要是Cr、Mo、Ni等元素。钝化膜是一层很薄的致密氧化物膜。根据电化学理论，在NaCl溶液中，Cl-主要是通过与钝化膜中的O2-发生交换吸附破坏钝化膜进而于与Fe、Cr、Mo、Ni等金属离子发生反应，促进金属基体阳极溶解而腐蚀。

    增加不锈钢抗点蚀能力最有效的合金元素是Cr、Mo。根据化学成分分析，三种钢的Cr含量相差不多，属于18Cr型不锈钢，都能形成钝化区。Mo是提高不锈钢耐蚀性的有效元素，在不锈钢中同时加入Cr、Mo元素，材料的化学稳定性、钝化膜耐蚀性尤其是耐点腐蚀性能，都能明显提高。Ni是形成奥氏体和稳定奥氏体的最佳元素，可以避免氧化膜的还原，也能提高钢的耐点蚀性能。C15不锈钢的点蚀电位比316L、1Cr18Ni9Ti不锈钢的高，这可能是C15不锈钢的Mo、Ni含量高、耐点蚀当量大的缘故。比较试验结果发现：

    （1）C15不锈钢与对比材料316L、1Cr18Ni9Ti锈钢的Ni含量大致按2%左右递减，Mo含量按2%～3%递减。根据PREN结果，C15不锈钢的耐点蚀能力最强。

    （2）固溶后的C15不锈钢的金相组织是奥氏体组织，含有弥散分布的第二相和少量沿晶碳化物。

    （3）在30℃的3.5%NaCl溶液中，C15不锈钢的自腐蚀电位和点蚀电位比对比材料316L和1Cr18Ni9Ti不锈钢的高，这表明C15不锈钢耐均匀腐蚀和耐点腐蚀的能力高于对比材料。

    （4）缝隙腐蚀试验结果表明，C15不锈钢施加0.800V恒电位后的瞬间电流急剧降低；随时间的延长，电流也逐渐缓慢降低；试验面无明显腐蚀、环氧树脂密封完好。诱发缝隙腐蚀后能再钝化的最正电位VRP＞0.800V。

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责任编辑：刘洋

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