基于第一性原理掺杂稀土Ce的Cr13钢组织及其抗CO_2腐蚀性能

作     者：王勇 张正江 张旭昀 孙振旭 WANG Yong;ZHANG Zheng-jiang;ZHANG Xu-yun;SUN Zhen-xu

作者机构：东北石油大学机械科学与工程学院大庆163318 大庆油田有限责任公司建设集团大庆163159 中国石油集团长城钻探工程有限公司工程技术研究院盘津124010 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51401051) 黑龙江省自然科学基金资助项目(QC2013C056) 黑龙江省教育厅科学技术研究资助项目(12541079) 

出 版 物：《中国有色金属学报》 (The Chinese Journal of Nonferrous Metals)

年 卷 期：2015年第25卷第7期

页      码：1858-1866页

摘      要：基于第一性原理计算法,采用CASTEP模块计算稀土Ce掺杂Cr13钢的吸附能,分析稀土Ce对Cr13钢耐CO2腐蚀性能的微观影响机制。通过等离子电弧炉制备添加不同含量Ce元素的Cr13钢,测试合金的显微组织及其在含饱和CO2的3.5%(质量分数)Na Cl液中的腐蚀电化学行为。结果表明:Cr13钢掺杂稀土Ce后,吸附结构的稳定性减小,Ce含量为0.1%(质量分数)时,吸附结构的稳定性最小。适量稀土Ce添加可细化基体铁素体晶粒、减小碳化物的数量及偏聚。稀土Ce掺杂Cr13钢在含饱和CO2介质中呈现出明显的钝化行为,Ce的添加量与钝化稳定性间存在临界值,当稀土Ce添加量为0.1%时,钝化电流密度最小、钝化区间最宽,具有最优的抗CO2腐蚀性能。第一性原理计算方法在预见材料耐CO2腐蚀性能方面具有很强的可靠性,对设计耐蚀材料具有较强的指导意义。

主 题 词：第一性原理 Cr13钢 稀土元素 抗腐蚀性能 

学科分类：0806[工学-电气类] 08[工学] 0805[工学-能源动力学] 080502[080502] 0703[理学-化学类] 0702[理学-物理学类] 

核心收录：

D　O　I：10.19476/j.ysxb.1004.0609.2015.07.015

馆 藏 号：203628430...