《表2 不同腐蚀条件下镍基合金718极化曲线参数拟合结果》

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《镍基合金718在H_2S/CO_2环境中的腐蚀行为研究》

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图2为镍基合金718在温度为70℃，饱和CO2、H2S/CO2溶液体系中的极化曲线测试结果。从图上可以看出，在CO2、H2S/CO2腐蚀条件下，阴极强极化区都存在明显的Tafel区，说明阴极反应完全由活化控制。对比镍基合金718在CO2、H2S/CO2腐蚀条件下阳极极化曲线，发现两者存在很大区别，CO2腐蚀阳极极化曲线几乎没有活化-钝化转变区，而是直接进入钝化区，在较短的钝化平台区间内腐蚀电位增加，腐蚀电流密度很小、显示几乎不变。但当阳极电位到达约0.15 V左右时，电流密度迅速增大。有研究[13，14]表明，镍基耐蚀合金的耐蚀性受材料表面钝化膜、腐蚀产物膜结构和稳定性等多种因素的影响。钝化区的出现显示镍基合金718在饱和CO2溶液中良好的钝化能力，当材料表面极化到一定电位会生成一层致密、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，但由于溶液中存在着大量活性Cl-，其离子半径小，容易穿透钝化膜，会使得在电位远未达到钝化电位之前，金属表面局部钝化膜便被破坏，之后金属表面以很大的阳极电流密度进行溶解致使钝化平台相对较短；此外，极化曲线上活化-钝化转变区的缺失，是因为该过程中阴极反应的电位高于钝化电位的缘故，最终阴极和阳极的极化曲线相交于钝化区[15]。当阳极电位继续增大至发生点蚀临界电位时，钝化膜的溶解-修复动态平衡被破坏，钝化膜被击穿并开始破裂，材料自该电位开始发生点蚀，极化电流迅速增加。但在H2S/CO2腐蚀条件下的阳极极化曲线出现了多次活化-钝化转变现象，说明镍基合金718在该腐蚀体系中的钝化膜极不稳定，对基体保护作用减弱。表2为不同腐蚀条件下镍基合金718的腐蚀电位、腐蚀电流密度及Tafel斜率的拟合结果。由表可见，随着H2S气体的加入，自腐蚀电位由-161.46 mV（vs.SCE）负移至-603.25 mV（vs.SCE），自腐蚀电流密度也由1.8851×10-7A/cm2增大至3.2341×10-6A/cm2，增加了一个数量级。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更容易被腐蚀。