碳钢渗Ti及氮化在硝酸中的耐腐蚀性研究

ojvfv

提高钢铁材料的耐腐蚀性一直是材料科学工作者重点研究的问题。通过采用脉冲单电源，先在碳钢表面进行辉光等离子渗Ti形成含Ti合金层，然后进行离子氮化，在渗Ti试样表面形成含有TiN析出的强化层。并对未处理、渗Ti以及渗Ti+离子氮化试样在1mol/LHNO3酸性腐蚀液中进行耐腐蚀性能研究。

实验条件：用DLS-10辉光等离子渗金属试验设备进行渗Ti及离子氮化，采用脉冲单电源。

工艺方案：实验材料选用普通低碳钢Q195，表面经过磨削。源极采用Φ4mm的Ti丝，将Ti丝置于Φ80mm×100mm、壁厚5mm的圆桶内，Ti丝之间距离为10～15mm，Ti丝与试样间距离控制在10～15mm，工作气体为氩气，气压为30Pa，选定电压550V、时间3h、温度1100℃进行工艺试验。渗钛工艺完成后抽至极限真空度，随炉冷至200℃以下出炉。接着进行离子氮化，其工艺参数为：温度520℃，电压750V，时间6h，氨气气压600Pa。腐蚀试验条件：腐蚀液选用1mol/L的HNO3溶液，甘汞做参比电极，铂金做辅助电极，用电化学测量仪进行极化曲线的测量，并对其腐蚀结果进行分析。

结果发现，在1mol/LHNO3酸性溶液中，渗Ti、渗Ti+离子氮化试样的致钝电位较未处理碳钢明显降低，其钝化电位区间分别比未处理碳钢提高3.17倍和2.96倍；渗Ti、渗Ti+离子氮化试样耐腐蚀性分别比未处理试样提高7.44倍和4.54倍。渗Ti试样腐蚀机制为轻微面腐蚀，渗Ti为基体提供了较强的保护能力；渗Ti+离子氮化试样腐蚀机理表现为典型的晶界腐蚀，未处理碳钢腐蚀后表面形貌表现为较大的腐蚀坑且凸凹和起伏较明显，是典型的孔蚀，表面腐蚀相当严重。