摘要
高熵合金作为新型合金具有各种优异的性能，如高强、高硬、耐腐蚀、耐磨损等，在石油化工、航空航天、管道运输等方面有很大的发展前景。本工作以FeCrMn1.3NiAlx高熵合金为研究对象，通过电化学测试探究了Al添加对其腐蚀行为影响的规律及机理;通过阴极析氢、氢渗透动力学参数探究热处理时间对FeCrMn1.3NiAl0.75高熵合金氢脆敏感性影响规律及机理。为了能运用在H2S环境的运输管道中，还对该合金在H2S环境下的腐蚀行为、氢脆敏感性以及形成的腐蚀产物对上述行为的影响进行了研究，为其进一步开发和实际应用提供理论指导及数据支持。主要研究结论如下: (1)随着A1添加量的增加，FeCrMn1.3NiAlx高熵合金的晶体结构由以fcc为主转向以bcc为主，并最终演变为颗粒和条带状Al-Ni-Mn成分b2相，细小而均匀的分布在bcc结构的Fe-Cr-Mn基体中。自腐蚀电流密度随Al含量增加而增大。FeCrMn1.3NiAlx合金体系中虽然Al0、Al0.25、Al0.5试样具有较低的自腐蚀电流密度，但由于其两相差异过大，会导致严重的局部腐蚀，Al0.75试样则具有电化学活性相近的两相结构而发生均匀腐蚀。 (2)时效热处理未改变FeCrMn1.3NiAl0.75高熵合金热轧态的bcc+b2结构，但改变了颗粒状和条带状两种形态b2相数量和所占比例。颗粒状b2相与基体组成的颗粒相比条带状b2相与基体组成的条带相具有更强的氢捕获能力;加上颗粒相尺寸细小，比条带相具有更大的临界饱和氢浓度，且弥散分布在基体上，因此，颗粒相占比较多的时效热处理3h试样具有更小的氢扩散系数和氢脆敏感性。 (3)随着极化电位正移至阳极区，四种试样表面均会形成一层致密的保护膜从而进入电化学钝化状态。此外，H2S环境下产生的腐蚀产物阻碍了氢原子进入合金内部，降低了合金的氢渗透通量与氢扩散系数，使得氢脆敏感性下降。由于颗粒状b2相与基体组成的颗粒相上形成腐蚀产物中的Cr含量更高而对H捕获能力更强，使得含颗粒相最多的时效热处理3小时试样比其他试样的氢脆敏感性更小。
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