316L和2205不锈钢腐蚀性能对比
王 斌，傅 海，孙彦青，郭江涛，魏 帆，朱 烨
【摘 要】为了深入研究316L 和2205 两种不锈钢材料的腐蚀行为，结合两种材料的腐蚀特点，研究了特定环境工况下两种材料的点腐蚀与时间的关系。研究结果显示，随腐蚀时间延长，两种不锈钢点蚀程度均不断增加，随后下降。对于点蚀程度而言，在同等环境工况下316L 和2205 不锈钢均存在点蚀风险，但2205 不锈钢具有更加优秀的耐点蚀性能； 通过特定工况条件下的均匀腐蚀和应力腐蚀试验对比，结果表明这两种不锈钢具有很优秀的耐应力腐蚀开裂性能，2205 不锈钢优于316L不锈钢。 【期刊名称】焊管
【年(卷),期】2019(042)002 【总页数】6
【关键词】 不锈钢； 点腐蚀； 均匀腐蚀； 应力腐蚀 经验交流
0 引 言
316L 奥氏体不锈钢和2205 双相不锈钢因其具有较好的耐腐蚀性能，目前在石油天然气行业使用较为广泛，但是两种材料由于成分和组织的不同，在相同腐蚀环境下的腐蚀行为还存在一定的差别。本研究针对两种不锈钢的腐蚀特点，对两种材料在相同工况下的腐蚀行为进行研究。
1 试验方案
1.1 工况条件及化学成分
对比腐蚀试验选用的工况条件见表1，两种不锈钢的化学成分见表2。
1.2 试验项目
（1）按照GB/T 17897―2016 《金属和合金的腐蚀不锈钢三氯化铁点腐蚀试验方法》 B 法（6% FeCl3+0.05 mol/L HCl）进行对比试验，测试时间分别5 h、 14.5 h、 24 h。采用指针式刻度盘深度指示器或聚焦显微镜，用于测定麻点或裂口腐蚀的深度。
（2）按照JB/T 7901―2001 《金属材料实验室均匀腐蚀全浸试验方法》 在除氧体系环境下进行对比试验 （具体条件见表1）。分别采用600#、800#、 1200# 砂纸将试样逐级打磨消除机加工刀痕，此后清洗、 除油、 冷风吹干后测量尺寸并称重，然后将试样相互绝缘安装在特制的试验架上，放入高压釜内介质中，试验结束后将试样表面用蒸馏水（必要时可采用除膜液）去除腐蚀产物、 无水酒精除水烘干后，用BS124S 电子天平称重，并依据公式（1）计算其腐蚀速率。
式中： R——腐蚀速率，mm/a； M——试验前的试样质量，g； M1——试验后的试样质量，g； S——试样总面积，cm2； T——试验时间，h； D——材料密度，kg/m3。
（3）按照GB/T 15970.7 《金属和合金的腐蚀应力腐蚀试验第7 部分：慢应变速率试验》 在除氧体系环境下进行慢应变速率试验（具体条件见表1）。
2 试验方法和结果
2.1 点蚀试验
采用2205 和316L 不锈钢，分别加工相应的试样，满足总表面积大于10 cm2，按照GB/T 17897―2016 《金属和合金的腐蚀不锈钢三氯化铁点腐蚀试验方法》 B 法 （6% FeCl3+0.05 mol/L HCl）进行测试，测试时间分别为5 h、 14.5 h、24 h，温度和实际工况对应提高到60 ℃。试验结果见表3～表5，点蚀形貌如图1～图3 所示。
用平均腐蚀速率来表示不同浸泡时间的点蚀程度，如图4 所示，在5～24 h 内，随着时间的延长，其点蚀程度先增加，而后下降，就点蚀程度而言，316L 的耐点蚀性能比2205 不锈钢差，其点蚀平均速率大约是2205 不锈钢的5 倍，而在24 h 后则达到6 倍左右，这表明316L 不锈钢的平均腐蚀速率虽然在后续有所下降，但下降的程度不及2205 不锈钢，这主要是2205 不锈钢中添加了抗点蚀元素Mo 及N。 2.2 浸泡均匀试验
采用与点蚀试验同尺寸的试样，按照JB/T 7901—2001 《金属材料实验室均匀腐蚀全浸试验方法》 标准在除氧体系环境下进行浸泡均匀试验 （具体条件见表1），试验结果见表6。316L 和2205 不锈钢浸泡168 h 后的宏观形貌如图5 所示，微观形貌如图6 所示。从表6 和图5 可以看出，2205 和316L 均出现了点蚀，虽然点蚀相对较少，316L 的点蚀程度稍微重于2205 不锈钢。 2.3 应力腐蚀试验
对两种不锈钢进行相应的切割和机加工，制成115 mm×15 mm×3 mm 试样，按照GB/T 15970.7 《金属和合金的腐蚀 应力腐蚀试验第7部分：慢应变速率试验》 在除氧体系环境下进行慢应变速率试验 （具体条件见表1），空气中的慢拉伸速率为3.5×10-4 mm/s，溶液中的慢拉伸速率为1×10-4 mm/s。试验
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