1.3提高金属耐腐蚀性的方法

提高金属耐腐蚀性可以通过以下的方式[13]：（1）改善金属本质，根据材料不同用处选择不同的材料组成耐蚀合金或者在金属中加入一些合金元素，如Cr、Al、Si等增加其抗氧化的性能；（2）改变腐蚀介质的成分。即通过控制介质的成分和应用缓蚀剂来降低气体介质的腐蚀性；（3）应用保护性覆盖层。可以通过氧化或磷化在金属制件表面覆盖上金属镀层或用非金属物质涂覆形成保护层，以防止介质与金属的直接接触；（4）电化学保护。牺牲阳极或外加电流法对需要保护金属结构接通电流进行极化来达到保护金属目的。

以上的方法均是通过加入合金元素或外加物质来实现金属腐蚀的防护。传统的腐蚀理论认为，晶界处原子活性比较高，因此晶界是腐蚀的活性区，晶界体积比增加意味着参与反应的原子数量增加，从而会加剧材料的腐蚀速率。然而与传统理论不同，近年来的研究发现，金属细化不仅使晶粒尺寸减小，同时还具有良好的耐腐蚀性能。在氯化铁与盐酸的混合溶液、NaOH溶液、甲酸溶液中，316不锈钢原材的腐蚀速率较高，超细晶不锈钢的腐蚀速率较低[4]。Heng[14]采用ECPA制备超细晶304不锈钢，获得样品的动态极化曲线显示，晶粒细化之后耐蚀性能得到了明显的改善。

不锈钢晶粒细化的方法有很多，有的通过改变化学成分，如可以通过喷丸加工实现表面纳米化制备纳米梯度异质结构，磁控溅射、镀膜等。还有的制备方法可以不改变材料的化学成分得到如是强烈塑性变形，抑或轧制加退火。强烈塑性变形（SeverePlasticDeformationSPD）是制备超细块状金属材料的有效方法，包括累计叠轧焊、等通道转角挤压、高压扭转等。

有文献指出[15]，均匀结构的超细晶不锈钢展现了超高的强度（高于1GPa）,但随之而来的是延展性的下降（小于5%）。故近来有些研究者将目光放到异质金属结构制备及性能的研究上。

1.4异质层状结构的分类和制备

研究发现的超细晶结构可以实现较好的力学性能，但是延展性却不尽如人意。但是，近来发现异质层状结构的超细晶能够克服这种力学性能提高而延展性的缺失的现象。故本文进一步对316L这种异质结构的制备和耐腐蚀性能进行研究。有关文献将异质纳米结构主要分成以下几种[16]：

（1）双峰结构。如在Cu的超细颗粒（小于200纳米）中随机镶嵌体积比为25%的微米大小的颗粒，如图1a。采用了低温轧制和退火再结晶工艺，在结晶过程中其他晶粒的通过缩小表面积来为新晶粒的异常生长提供空间[12]。这种双峰结构中大量必要的几何错位是为了适应超细晶和粗晶晶界处的大应变梯度[17]。

（2）谐波结构。关键的理念是创建一个以坚硬的细晶粒为框架，中间填满分散的柔软的粗晶的连续的三维网状物。它的加工过程分为两步，首先通过大塑性变形制备微米大小的粉末，通过机械铣削或高能量球铣，从而创造出具有超细粒的外壳的粗晶。然后，使用等离子体火花放电烧结或者热轧烧结来巩固粉末。这种方法既能控制超细粒度骨架的拓扑结构，又能控制大量样本中结构的异质性。近来，Sawangrat等人[18]制备了Cu样品的谐波结构,如图1b。(3)非均匀薄板结构。正如Wu等人[19]制备的Ti的样品如图1c，其特征是柔软的微晶片嵌入在硬的超细纹理的薄片上。进一步放大之后看可见许多几何上必要的错位聚集在靠近界面的

柔软的大颗粒中与坚硬的超细颗粒状的层状星云相对抗,如图1d。这种非均匀薄板结构是通过不对称轧制和局部再结晶实现的的区域性位错分布的透射电子显微镜图（e）从Cu表面至内部的梯度结构的扫描电镜照片（f）具有分散纳米域结构的Ni的透射电镜照片 异质层状结构316L不锈钢的制备及腐蚀性能研究(3):http://www.chuibin.com/cailiao/lunwen_205159.html