铁基牺牲阳极对不锈钢的阴极保护

17-4PH和P550不锈钢的显微组织17-4PH不锈钢是马氏体沉淀硬化型不锈钢，其时效过程中形成的析出相对基体起到强化作用，这种不锈钢具有优良的耐腐蚀性和可焊性。P550不锈钢是典型的奥氏体不锈钢。图4-1为阴极材料17-4PH和P550不锈钢的金相组织图，从图中可以看出，17-4PH不锈钢的基体具有板条状马氏体组织，碳化物含量较少；P550组织是典型的奥氏体组织，在晶界处有少量的碳化物析出。奥氏体是碳与合金元素溶解在y-Fe中间隙式固溶体，如果在钢中加入大量的铬镍等元素，就能扩大奥氏体稳定区的温度和成分范围，使钢在室温下能保持奥氏体组织。

本章采用恒电流法和自放电法研究了铁基牺牲阳极对两种不锈钢的阴极保护效果，可得出以下结论：

（1）在恒电流实验和自放电实验中，20CrMnTi牺牲阳极的工作电位最负且最稳定，极化率最低；40CrMo的工作电位较正，稳定性最差，且极化率最高，极化性能较差。自放电实验中的20CrMn的工作电位出现大幅度负移，可能是由于基底脱落的原因；工作电流均呈阶梯状增减，四种牺牲阳极在自放电保护17-4PH不锈钢时的工作电流差别不大，在保护P550不锈钢时也工作电流也出现上下波动的现象，且20CrMnTi的工作电流相对最大，即对P550不锈钢可形成最大的保护电流。

（2）四种牺牲阳极在恒电流保护不锈钢实验后，阳极表面均出现腐蚀产物层，20CrMnTi表面的腐蚀产物层最为平坦致密，且分布均匀，腐蚀产物易清除；20CrMn表面的腐蚀产物层也较为平坦致密，但分布均匀性不如20CrMnTi，其主要原因是20CrMnTi中的Ti提高了20CrMnTi的耐晶间腐蚀能力，腐蚀产物不易开裂脱落，因此腐蚀均匀性更好。20CrMo的腐蚀均匀性要比20CrMn的好，可能原因是合金元素Mo促进了20CrMo的溶解均匀性；40CrMo表面腐蚀最为严重，且腐蚀产物不易清除，可能原因是40CrMo中析出的碳化物加速了牺牲阳极的溶解，耐腐蚀性降低。牺牲阳极在自放电保护不锈钢后，阳极表面均观察到锈层物质β-FeOOH，20CrMnTi表面的锈层物质最少，其耐腐蚀性最好。

（3）从不锈钢在四种牺牲阳极自放电保护后的形貌可知，这四种牺牲阳极对不锈钢均起到一定的保护作用，且20CrMnTi牺牲阳极的保护效果最好。

（4）恒电流保护不锈钢实验中，四种牺牲阳极的电流效率差别不是很大。自放电保护不锈钢实验中，电流效率大于90%的牺牲阳极只有20CrMnTi。结合工作电位、工作电流、极化率、溶解形貌等参数，认为20CrMnTi具有最优秀的牺牲阳极性能。