锡元素对含锡铁素体不锈钢430LX活性溶解抑制作用及其机理

含锡铁素体不锈钢是通过添加微量的Sn元素替代Cr元素，在节约资源和降低成本的同时改善了合金的耐腐蚀性能，因此受到广泛关注。复旦大学腐蚀实验室针对在传统430LX铁素体不锈钢的基础上添加不同含量Sn元素的系列样品，采用动电位极化、恒电位极化测试及表征技术探究其腐蚀行为，证明了微量合金化的Sn可以有效抑制不锈钢样品在硫酸溶液中的活性溶解。为阐明Sn元素的作用机理，进行不含Sn样品的溶液模拟实验，结果表明Sn的活化溶解动力学抑制作用不仅与Sn2+浓度有关，还受到极化电位的影响：极化电位比较低时，微量的Sn2+即可显著抑制活性溶解，当Sn2+浓度超过一定值时，最终的抑制状态与Sn2+浓度关系不大。电位比较高的条件下，Sn2+的抑制作用明显减弱，并且受Sn2+浓度的控制，浓度越高，抑制作用越强。基于欠电位沉积理论（under-potential deposition），可以很好地解释Sn的抑制作用机理，描述含锡不锈钢的腐蚀过程：在外加电位高于Sn2+/Sn体系平衡电势的一定电位范围内，由于发生欠电位沉积效应，单原子层的金属Sn会沉积在样品表面，抑制不锈钢的活性溶解；随着电位升高到Sn2+抑制活性溶解的极限电位附近，金属Sn沉积层的表面覆盖率降低，导致溶解速率再次升高；当电位高于Sn2+抑制作用的极限电位时，表面沉积的Sn完全溶解，抑制作用消失。

上述成果以“Inhibition effect and mechanism of tin on the active dissolution of tin-containing 430LX ferritic stainless steel”为题发表于《Corrosion Science》期刊上。上述研究得到了国家重点研发计划和国家自然科学基金的资助。

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.corsci.2021.109818

Updated on Oct. 24, 2022.

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