CHƢƠNG 3 THỰC NGHIỆM III.1 CHẾ TẠO VẬT LIỆU THỬ NGHIỆM
3.3.2.2 Đường cong phân cực anôt trong dung dịch 1% HCl
Trong dung dịch 1% HCl, đƣờng cong phân cực anôt của các mẫu thép không gỉ 205 không thể hiện đƣợc vùng thụ động. Mặc dù nồng độ của dung dịch thấp nhƣng do HCl là loại axit mạnh và có ion Cl– là tác nhân gây ăn mòn lỗ cho thép không gỉ nên mật độ dòng điện của các mẫu thép vẫn tăng liên tục tới vùng quá thụ động khi tăng điện thế.
Hình 3.16 trình bày đƣờng cong phân cực anôt của các mẫu thép 205 ở trạng thái đúc trong dung dịch 1% HCl. Nhánh anôt của hai mẫu thép không có NTĐH (m10) và thép có NTĐH (m11) hầu nhƣ là trùng nhau, nhánh anôt của mẫu thép có NTĐH (m11) nằm sát ngay dƣới nhánh anôt của mẫu thép không có NTĐH (m10). Vì thế có thể nói rằng mẫu thép 205 khi có NTĐH ít ảnh hƣởng đến độ bền ăn mòn trong dung dịch 1% HCl.
Hình 3.16 Đường cong phân cực anôt của các mẫu thép 205 mẻ 1 ở trạng thái đúc trong dung dịch 1% HCl.
Hình 3.17 trình bày đƣờng cong phân cực anôt của các mẫu thép 205 ở trạng thái rèn (m10r, m11r và m13r) trong dung dịch 1% HCl. Các mẫu thép có NTĐH (m11r và m13r) có mật độ dòng điện anôt thấp hơn so với mẫu thép không có
52
NTĐH (m10r). Có thể đánh giá rằng các mẫu thép đƣợc hợp kim hóa NTĐH bền ăn mòn hơn mẫu thép nền không đƣợc hợp kim hóa NTĐH.
Hình 3.17 Đường cong phân cực anôt của các mẫu thép 205 mẻ 1 ở trạng thái rèn trong dung dịch 1% HCl.
Hình 3.18 so sánh đƣờng cong phân cực anôt của các cặp mẫu thép đúc và mẫu thép rèn của mẻ 1. Đƣờng cong phân cực anôt của các mẫu thép rèn đều có mật độ dòng điện lớn hơn so với đƣờng cong phân cực anôt của mẫu thép đúc tƣơng ứng. Các mẫu thép rèn nhanh chóng đạt tới vùng quá thụ động nhanh hơn các mẫu thép đúc.
Hình 3.18 So sánh đường cong phân cực anôt của các mẫu thép 205 mẻ 1 ở trạng thái đúc và ở trạng thái rèn trong dung dịch 1% HCl.
53
Hình 3.19 trình bày đƣờng cong phân cực anôt của các mẫu thép mẻ 2 ở trạng thái đúc trong dung dịch 1% HCl. Ở đây, mẫu thép có ~0,1% NTĐH (m21) có mật độ dòng điện thấp nhất, rồi đến mẫu thép có ~0,3% NTĐH (m23) và mẫu thép không có NTĐH (m20) có mật độ dòng điện cao nhất. Nhƣ vậy các mẫu thép đƣợc hợp kim hóa NTĐH có độ bền ăn mòn tốt hơn so với mẫu thép nền. Kết quả này cũng phù hợp với kết quả thu đƣợc khi đo trong dung dịch 5% H2SO4. Có thể giải thích các kết quả thu đƣợc nhƣ sau: Trong thép ~0,1% NTĐH (m21) có tổng lƣợng các nguyên tố hợp kim (Cr, Mo, Ti, V, Al) và NTĐH (Ce, La) lớn hơn, tổng nguyên tố tạp chất (P, S) ít hơn so với thép ~0,3% NTĐH (m23). Trong khi đó ở thép ~0,3% NTĐH (m23) có tổng lƣợng các nguyên tố hợp kim (Cr, Mo, Ti, V, Al) và NTĐH (Ce, La) nhiều hơn so với thép không có NTĐH (m20). Dƣới tác dụng của các nguyên tố hợp kim và NTĐH độ bền ăn mòn của thép có ~0,3% NTĐH (m23) lớn hơn thép không có NTĐH (m20) nhƣng kém hơn độ bền ăn mòn của thép có ~0,1% NTĐH (m21).
Hình 3.19 Đường cong phân cực anôt của các mẫu thép 205 mẻ 2 ở trạng thái đúc trong dung dịch 1% HCl.
Đƣờng cong phân cực anôt của các mẫu thép mẻ 2 ở trạng thái rèn đƣợc trình bày trong hình 3.20. Các mẫu thép rèn có đƣờng cong phân cực anôt không khác
54
nhau rõ rệt nhƣ đối với các mẫu thép đúc. Có thể nhận ra các mẫu thép có NTĐH (m23r và m21r) bền ăn mòn hơn mẫu thép không có NTĐH (m20r) khi điện thế trong dung dịch thử nghiệm 1% HCl lớn hơn–0,36V. Đồng thời thép có hàm lƣợng NTĐH càng cao thì càng bền ăn mòn hơn.
Hình 3.20 Đường cong phân cực anôt của các mẫu thép 205 mẻ 2 ở trạng thái rèn trong dung dịch 1% HCl.
Đƣờng cong phân cực anôt của các mẫu thép 205 mẻ 2 ở trạng thái đúc và ở trạng thái rèn trong dung dịch 1% HCl đƣợc mô tả trong hình 3.21. So sánh các đƣờng cong phân cực anôt dễ dàng thấy các mẫu thép rèn đều có mật độ dòng điện lớn hơn khoảng 10 lần so với các mẫu thép đúc. Vì vậy mẫu thép rèn luôn luôn kém bền ăn mòn hơn mẫu thép đúc.
Bảng 3.6 trình bày điện trở phân cực tại điện thế ăn mòn của các mẫu thép 205 thử nghiệm trong dung dịch 1% HCl. Đối với mẻ 1, điện trở của các mẫu thép có NTĐH đều cao hơn điện trở của các mẫu thép không có NTĐH cả ở trạng thái đúc lẫn trạng thái rèn.
Đối với mẻ 2, điện trở của mẫu thép đúc có ~0,1% NTĐH (m21) rất cao, gần gấp đôi so với các mẫu thép không có NTĐH (m20) và thép đúc có ~0,3% NTĐH
55
(m23). Trong khi đó điện trở của mẫu thép rèn có ~0,1% NTĐH (m21r) lại thấp hơn cả mẫu thép không có NTĐH (m20r) với giá trị không nhiều.
Hình 3.21 So sánh đường cong phân cực anôt của các mẫu thép 205 mẻ 2 ở trạng thái đúc và ở trạng thái rèn trong dung
dịch 1% HCl.
Bảng 3.6 Điện thế ăn mòn và điện trở phân cực của các mẫu thép 205 thử nghiệm trong dung dịch 1% HCl.
Ký hiệu mẫu Điện thế ăn mòn Ecorr, VSCE Điện trở phân cực Rp, Ω
m10 -0,451 75,25 m11 -0,445 128,30 m10r -0,440 8,90 m11r -0,456 20,54 m13r -0,442 59,26 m20 -0,300 190,90 m21 -0,451 340,40 m23 -0,464 167,90 m20r -0,441 8,15 m21r -0,448 6,72 m23r -0,446 9,27
56