《表4 不同腐蚀条件下镍基合金718极化曲线参数拟合结果Tab.4 Electrochemical parameters of nickel-base alloy 718at different co

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《防喷器用718合金在CO_2、H_2S/CO_2环境中的腐蚀行为研究》

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图4为镍基合金718在H2S/CO2、CO2腐蚀环境下所获得的极化曲线。对应极化曲线的拟合结果见表4。可看出，当介质中加入H2S气体后，自腐蚀电位发生明显负移（由-407.92 mV负移至-511.26mV），自腐蚀电流密度也增大一个数量级。一般认为材料的自腐蚀电位越正或自腐蚀电流越小，材料的耐腐蚀性越好。因此，在含有H2S的环境下，镍基合金718更易发生腐蚀。从图4可以看出，在CO2、H2S/CO2腐蚀条件下，718合金的阴极强极化区都存在明显的Tafel区，这说明阴极反应完全由活化控制。阳极极化曲线差异明显，CO2腐蚀阳极极化曲线表现出明显钝化区，表明该腐蚀反应过程由阳极反应控制[12]。材料表面极化到一定电位时生成了一层致密、覆盖性良好的腐蚀产物膜，其将金属表面与溶液介质分隔开来，阻止基体进一步被腐蚀。随着膜层的不断形成，进入钝化区（-0.13～0.11V），此时腐蚀电位增加，腐蚀电流密度几乎不变。当阳极电位到达发生点蚀的临界电位（约0.14 V）时，钝化膜的溶解和修复的动态平衡被破坏，钝化膜局部被击穿并开始破裂，自该电位开始发生点蚀，极化电流密度迅速增加。但H2S/CO2腐蚀条件下的阳极极化曲线并没有出现类似明显的钝化现象，这可能是元素S的加入使钝化膜结构发生转变，削弱其对基体金属的保护作用。有研究表明[4]，在含H2S/CO2气体的腐蚀介质中，H2S会解离出大量的S2-和HS-，相较于Cl-和OH-，极性更强的S2-会优先竞争吸附于部分氧空位，因而镍基合金钝化膜表层逐渐形成金属硫化物。此外，存在于钝化膜中的S2-可借助空位迁移扩散到钝化膜的内层，造成钝化膜的硫化，致使电极表面致密的钝化膜逐渐被硫化物膜所替代，膜的完整性和致密性被破坏，最终出现腐蚀速率增加的结果。