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Inconel介绍:
合金具有优良的耐腐蚀和抗氧化性能，从低温到℃均具有良好的拉伸性能和疲劳性能，并且耐盐雾气氛下的应力腐蚀。因此，可广泛用于制造航空发动机零部件、宇航结构部件和化工设备和接触海水并承受高机械应力的场合。
化学成分
C：≤0.10，Mn：≤0.50，Si：≤0.50，P：≤0.，S：≤0.，Cr：20.0~23.0，Ni：54.0~60.0，Mo：8.0~10.0，Ti：≤0.40，Al：≤0.40，Fe：≤5.0，Nb：3.15~4.15
前言
镍基合金具有优异的疲劳强度和抗Cl应力腐蚀开裂能力，使其在海洋油气传输复合管中得到大量应用[-。金属复合管的衬管采用耐腐蚀性能优异的金属材料，基管采用刚度和强度优异的碳钢材料，以提高复合管的综合性能，
1实验材料与方法
试验材料Inconel堆焊层取自L/In-conel复合管堆焊层区，如图1所示。失重试样尺寸为mm×50mm×2mm,电化学测试样品尺寸为10mm×10mm×2mm。样品表面经过°砂纸打磨抛光，并在无水乙醇溶液中超声处理5min,空气中干燥待用。试验介质为青岛海域天然海水，试验温度控制在10℃,以模拟m深度下海水温度。样品腐蚀失重取样节点为5d、15d、30d、60d和90d,样品取出后进行清洗，去除腐蚀产物后称重，计算样品的腐蚀速率。采用ACM-Gill6电化学工作站测试样品极化曲线和交流阻抗谱，合金堆焊层为工作电极，饱和甘汞电极(SCE)为参比电极，Pt片为辅助电极。极化测试扫描电位从开路电位开始以1mV/s的扫描速率分别向阴极和阳极扫描；交流阻抗谱测试频率为103—10-2Hz,在开路电位附近以10mV幅度扰动。采用ZeissULTRA55扫描电镜/能谱观察试样表面的宏观和微观腐蚀形貌。蚀产物后称重，计算样品的腐蚀速率。采用ACM-Gill6电化学工作站测试样品极化曲线和交流阻抗谱，合金堆焊层为工作电极，饱和甘汞电极(SCE)为参比电极，Pt片为辅助电极。极化测试扫描电位从开路电位开始以1mV/s的扫描速率分别向阴极和阳极扫描；交流阻抗谱测试频率为10?—10-2Hz,在开路电位附近以10mV幅度扰动。采用ZeissULTRA55扫描电镜/能谱观察试样表面的宏观和微观腐蚀形貌。
2实验结果与讨论
图2为Inconel合金堆焊层在10℃海水中浸泡90d的平均腐蚀速率。图中显示合金堆焊层在海水中浸泡5d的腐蚀速率为0.mm/a,然后腐蚀速率快速降低至0.mm/a,且随着浸泡时间延长，堆焊层的腐蚀速率进一步降低，试样在浸泡90天后腐蚀速率约为0.mm/a。
图3(a)一(c)分别为Inconel合金堆焊层10℃海水中浸泡0d、60d和90d的后表面形貌，显示合金堆焊层在海水中浸泡不同时间后，表面没有出现点蚀坑，堆焊层在海水中仍表现为均匀腐蚀。图中所示坑洞主要是由于机械抛光所致(图3(a))。图3(d)能谱分析显示堆焊层表面元素包括合金基本元素Ni、Fe、Cr、Ti、Mo、C。能谱中没有元素0,表明没有形成氧化物腐蚀产物层。
图4为合金堆焊层在10℃海水中浸泡不同时间的电化学交流阻抗谱。合金堆焊层在海水中的阻抗谱也表现为一个时间常数的单级电化学反应特征，且随着时间延长没有出现钝化膜或者腐蚀产物层时间常数，堆焊层一直以纯金属表面与海水接触。各时间下阻抗模值基本保持在
10?Q·cm2量级，具有较强的耐海水腐蚀能力。
采用图5所示等效电路对阻抗谱波特图进行拟合。图5中R,为溶液电阻，R,为电荷转移电阻，代表试样表面电化学反应的难易程度。Q。为电容等效元件，代表试样与腐蚀介质界面双电层的充放电效应。拟合结果如表1所示，可以看出，在浸泡不同时期后，合金的电荷转移电阻和双电层电容均相差不大。浸泡5—90d,电荷转移电阻的变化规律是先增大后减小，在浸泡5d时，电荷转移电阻最小，到30d时达到最大，然后随着浸泡时间延长，电荷转移电阻又逐渐降低。
图6为浸泡不同时间的合金堆焊层试样的阴极极化和阳极极化曲线。通过对极化曲线进行参数拟合，拟合结果如表2所示。可以看出，合金堆焊层在10℃海水中浸泡不同时间后，试样的自腐蚀电位E。有正移趋势，试样的自腐蚀电流密度i。则随浸泡时间延长略有减小；由阳极极化曲线可以发现，合金堆焊层在浸泡不同时间后的阳极极化过程均没有点蚀击穿现象发生。
3结论
(1)合金堆焊层在10℃海水中的腐蚀速率初期为0.mm/a,随后降低到0.mm/a。
(2)合金堆焊层在海水中为均匀腐蚀，表面没有形成腐蚀产物层及钝化层。
(3)合金堆焊层在海水中浸泡90d,耐腐蚀性能稳定。
