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第 40 卷第 1 期 Vol.40 No.1 安 徽 工 程 大 学 学 报Journnal of Anhui Polytechnic University 2025 年 2 月 Feb. 2025文章编号：1672 - 2477（2025）01 - 0058 - 06结构取向对超细晶层状结构 304L 不锈钢 抗点蚀性能的影响徐祖缘1 ，李建生 1，2* ，王晓震 1 ，秦文波 3，4 ，周新宇 1 ，利助民 1 ，姜 伟 1 ，王 刚 1（1. 安徽工程大学 材料科学与工程学院，安徽 芜湖 241000； 2. 安徽鑫科新材料股份有限公司 博士后工作站，安徽 芜湖 241006； 3. 中国地质大学（北京）工程技术学院，北京 海淀 100083； 4. 彗晶新材料科技（深圳）有限公司 技术研发中心，广东 深圳 518000）摘要：本研究通过多向热锻工艺制备出具有超细晶层状结构的 304L 不锈钢板材，采用传统的三电极电化学实验测试超细晶层状结构 304L 不锈钢样品不同结构取向面（截面及平面）的抗点蚀性能，利用三维轮廓形貌仪和扫描电子显微镜（SEM）观察点蚀坑的形貌，探讨在 3.5 wt.%NaCl 溶液中超细晶层状结构 304L 不锈钢样品不同结构取向面的点蚀机制。实验结果表明：超细晶层状结构 304L 不锈钢样品截面的击穿电压、腐蚀电压、腐蚀电流分别为293 mV、－117 mV 和 1.0×10 -7 A/cm 2 ，样品截面较样品表面表现出更好的抗点蚀性能，其主要原因是超细晶层状结构 304L 不锈钢样品截面具有更高密度的晶界，提高了 Cr 的扩散速率，当钝化膜被破坏时能促进富 Cr 钝化膜的再生，增强其抗点蚀性能。关  键  词：多向热锻；304L 不锈钢；超细晶层状结构；结构取向；点蚀机制中图分类号：TG171 文献标志码：A304L 不锈钢因其具有较好的抗腐蚀性、优异的抗氧化能力而被广泛地应用于现代化工业生产中［1-4］。然而，当 304L 不锈钢处于含 Cl - 等元素的特殊易腐蚀环境下，如作为沿海储存设备和输油管道使用时，容易发生点蚀行为，进而造成机械零部件点蚀失效［5-6］。近期，一种新颖的超细晶层状结构 304L 不锈钢被广泛报道，该超细晶 304L 不锈钢具有层片状结构特征，且层片厚度为 400 nm，属于超细晶尺度。同时，该不锈钢具有优异的强度、韧性以及良好的摩擦学性能，其屈服强度为 750 MPa，磨损率为 2.76×10 -7 mm 3 ，其抗磨损性能较粗晶态 304L 不锈钢提高了 40%［7-8］ ，然而其抗点蚀性能尚不清楚，有待研究。众所周知，金属材料的抗腐蚀性能很大程度上取决于其微观结构。对于传统均质 304L 不锈钢，其点蚀行为主要与晶粒尺寸有关，大量的研究结果表明晶粒细化至超细晶 /纳米晶尺度，会使得材料内部晶界和亚晶界密度增加，提供更多的 Cr 原子迁移通道，从而有利于形成稳定的富 Cr 钝化膜，有利于提高金属的抗点蚀性能［9-11］。对于具有层状微结构的金属而言，已有文献［12］ 指出，层状结构具有不同的结构取向，其抗点蚀性能存在很大的差异性，这主要取决于不同结构取向上所包含的晶界数量不同，从而影响金属原子 / 离子的扩散，导致材料表面钝化膜形成速率不同。在平行于层状微结构的方向，晶粒被拉长，晶界增多，有利于金属原子 / 离子的扩散，增加了材料表面再钝化膜的形成速率；而在垂直于层状微结构的方向，晶界减少，金属原子 / 离子的扩散路径增加，不利于材料表面再钝化膜的形成。以上表明材料的结构取向对其金属抗点蚀性能有明显影响，这在高温 Ni 基合金以及Ti-6Al-4V 合金材料中得以证实［13-14］。而对于超细晶层状结构 304L 不锈钢而言，其具有超细晶和层状双重结构特性。因此，研究超细晶层状结构304L 不锈钢的结构取向特性对其抗点蚀性能的影响意义重大，这有利于促进超细晶层状结构 304L不锈钢在工业生产中的进一步应用。 收稿日期：2023 - 09 - 23基金项目：国家自然科学基金项目（42202343）；高性能有色金属材料安徽省重点实验室开放基金（YSJS-2023-01）；大学生创新创业训练计划（202310363185）作者简介：徐祖缘（2002-），男，安徽宿州人，本科在读。通信作者：李建生（1990-），男，安徽庐江人，副教授，博士，（电子邮箱）drlijiansheng@163.com。