铁基非晶合金和13Cr不锈钢在超临界CO2环境的腐蚀行为

姚莹1, 2，杨柏俊2，张锁德2，邱克强1（1.沈阳工业大学材料科学与工程学院；2. 中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心）

摘要：非晶合金由于其独特的结构、优异的耐磨耐蚀性能在海洋及CO2地质封存领域展现出广阔的应用前景，有望成为超临界CO2环境下钢构件的耐蚀涂层材料，但关于非晶合金在该环境下的腐蚀行为鲜有报道。利用高温高压反应釜对SAM2X5铁基非晶合金与13Cr马氏体不锈钢在温度80℃，压力10 MPa的模拟环境下进行腐蚀行为对比研究。通过XRD、DSC、CLSM、SEM、XPS以及电化学Mott-Schottky 测试等方法对两种材料的微观结构、腐蚀形貌以及表面膜成分及结构进行表征与分析。研究结果表明：在高温高压的超临界CO2环境下进行168 h腐蚀试验后，13Cr不锈钢表面发生严重的点蚀，而铁基非晶合金表面无点蚀发生；非晶合金表面膜除Fe和Cr外，富含大量的Si元素，会促进形成稳定致密的钝化膜；13Cr不锈钢表面膜为p型半导体，非晶合金表面膜为n型半导体，13Cr不锈钢钝化膜载流子密度远高于铁基非晶合金。证实了在该环境下铁基非晶合金的耐蚀性能远优于13Cr不锈钢。

关键词：铁基非晶合金；腐蚀行为；超临界CO2；XPS