试验材料
试验中使用的材料是直径为19 mm的Hastelloy C-22合金棒,材料重量化学成分百分比和硬度见表1,供货清单注明合金退火温度为1093-1150℃。
实验介质
实验介质是不同浓度的纯盐酸和HNO。和HNOS的混合物,其浓度如表2所示。实验温度是25℃和90℃。
焊接
镍基合金焊接熔池十分黏稠且熔深浅,增大焊接电流不能明显改善金属的流动性和增大熔深。
与焊接碳钢、不锈钢通常形成的凹形焊道不同,镍基合金的焊道表面要求呈凸形,以防止出现结晶裂纹。第一层根部焊道可能会出现结晶开裂,可采取小电流多填丝的方法消除。
手工钨极氩弧焊操作时,填充焊丝的卷入不应直接浸入熔池,应使填充焊丝位于钨极的前方边熔化边送进,焊丝端头要始终处于氩气保护之中。熄弧时要多填加些焊丝,使焊道厚度增大。
由于镍基合金的特性及焊接电流的限制,焊接速度较慢,要求焊工有耐力和耐性。
手工钨极氩弧焊焊接镍基合金时,不论打底焊还 是层间、盖面焊接,工件背面一定用氩气进 行保护,防止材料氧化。
实验设备和步骤
电化学极化池为六颈烧瓶, 分别连接工作电极、 鲁金毛细管、 辅助电极、 进气管、 出气管、冷凝管和温度计。 电化学极化池放置在控温水浴中。 参比电极为饱和甘汞电极, 处于极化池外部室温下, 通过盐桥与极化池连接。 恒电位仪为EG&G 273。 电化学极化测量的试样用热缩聚四氟乙烯管保护。 根据AsTlVl G5-9标准(1999年重新批准)在极化试验开始前, 用99. 99%的氮气以150毫升/分钟的速度充气为环境除氧, 待工作电极的自腐蚀电位稳定后, 极化试验从开路电位以下400 mV开始, 扫描速度为0. 167 mvl秒(10 mVl分)。
图1到3为C. 22合金在各种溶液中不同温度下的极化曲线。 C. 22合金在各种溶液中的自腐蚀电位和电流值见表3。
由图和表可以看出如下趋势:
1. 对于HCI, 在较低温度下, 浓度增加将导致自腐蚀电位降低, 腐蚀电流升高: 由于阴极反应为HzO/Hz , 在较高温度下电位已经达到了最低值, 因此不受浓度影响, 但腐蚀电流的增长非常剧烈。
2. 对于HNO。 , C-22合金的自腐蚀电位比在HCI中高很多, 这是因为阴极反应NO; /N02-的平衡电位很高。 浓度增加导致腐蚀电位升高, 在低温下腐蚀电流没有明显增加, 显然HN0: ; 浓度升高增强了C-22合金表面的钝化层, 即使在较高温度下, 腐蚀电流的增加也不剧烈。
3. 对于混合酸, 腐蚀电位介于两种酸各自的电位之间, 但明显偏向HN03方向, 这是因为Cl’不同于NOs, 它在热力学上并不影响腐蚀电位pJ, 只能通过削弱钝化膜而降低腐蚀电位,当HCI含量占优势时, 电位偏向HNO。 的程度要低得多, 而腐蚀电流则显著升高; 在HN0一含量占优势时, HCl的腐蚀作用增长不明显。
4. 根据腐蚀电流计算出的腐蚀速度, 厚度为20毫米的C一22合金腐蚀穿透的时间大约为2年到100年, 如果考虑局部腐蚀, 寿命还要缩短。
结论
1.在较低的温度下。f,HNO .盐酸对C-22合金有轻微腐蚀。在较高的温度下,盐酸的腐蚀性成长更猛烈:HN0。它能抑制HCl的腐蚀,特别是在HNO。当浓度占优势时。
2.C-22合金在规定的服役条件下很难满足要求。
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