● 摘要
本文重点研究了不同变形量对低温敏化处理的321不锈钢表面钝化膜耐腐蚀性能的影响。以电化学实验方法为基础，结合微观组织观察、微区电化学测量、X射线光电子能谱、Raman光谱、X射线衍射分析等一系列分析手段，表征了钝化膜的成分、结构及其耐蚀性能。
变形量对低温敏化的321不锈钢耐腐蚀性能的影响研究表明：经过一定塑性变形后，低温敏化的321不锈钢发生马氏体相变。随着变形量的增大，马氏体的含量由0.0%增加到25.7%，材料的硬度也随之增加。经过低温敏化处理的材料出现了一定的晶界弱化，形变量为0%的试样晶界处有少量碳化物析出。当形变量达到20%和40%时，晶界处碳化物的析出量有明显增加并且在晶粒内部也出现了碳化物。随着变形量增加，试样敏化度值增大，但20%时略有下降，EIS实验结果具有相同的变化趋势。根据微区电化学的实验结果，随着变形量的增加，马氏体区域的钝化膜电阻先递增而后递减，在20%的变形量时达到最大值。
针对高温溶液中变形量对低温敏化321不锈钢表面钝化膜的影响研究表明：高温氧化膜的阻抗随着变形量的升高而发生变化，在20%变形量时，氧化膜阻抗具有最大值。根据M-S曲线计算膜中掺杂浓度，结果显示ND和NA值均随着变形量的升高而增大，这表明氧化膜中缺陷数量随着试样变形量的升高而增加。在正斜率-0.1 VSCE处的突变表明氧化结构中存在两种施主浓度水平。EIS和M-S曲线的实验结果表明，高温氧化膜为三层结构。膜的最外层主要是γ-Fe2O3和Fe-Cr尖晶石，内层和中间层则主要是Fe-Cr尖晶石和Fe，Cr，Ni的氧化物及氢氧化物。随着变形量的增加，Cr元素的价态由Cr6+向Cr3+转变，且氧化膜中的氧化物有被氢化的趋势。
通过交流阻抗的统一换算电路，并根据曹楚南具有普适性的不可逆电极法拉第导纳的数学表达式导得了具有2个或者3个时间常数电化学阻抗谱的电化学参数Rt和Cd的计算式，并通过该式计算了高温缓冲溶液中低温敏化试样表面氧化膜的Rt和Cd值。将不同温度环境下生成的氧化膜电化学参数对比发现：经过高温处理后，氧化膜的电阻值要比没有经过处理试样的电阻值低3个数量级，表明高温处理后的试样表面氧化膜的保护性能变差。高温试样的电容值Cd也要比常温试样的值低3个数量级，Cd与膜厚成反比，表明高温下的氧化膜具有较大的厚度。