碳元素對鎢鎳鐵合金耐腐蝕性的影響

碳元素對鎢鎳鐵合金耐腐蝕性能的影響主要通過其在合金中的存在形態（碳化物、固溶態或介面偏聚）及對顯微結構的調控實現，具體表現為對腐蝕電化學行為、鈍化膜完整性及腐蝕形態的影響，且這種影響隨碳含量、腐蝕環境及合金顯微結構的不同呈現差異。

一、碳元素影響耐腐蝕性的機制

1.碳化物的微電偶腐蝕效應

碳在鎢鎳鐵合金中超過固溶極限時，易與鎢、鐵等形成脆性碳化物（如W₂C或WC），這些碳化物與基體（鎢顆粒、鎳鐵黏結相）存在電化學性能差異，成為微電偶腐蝕的“陰極”或“陽極”，加速局部腐蝕。

碳化物/基體介面的腐蝕優先性：碳化物與基體的結合介面往往存在晶格錯配或應力集中，鈍化膜（如NiO）在此處更易破裂。

2.介面偏聚對鈍化膜連續性的破壞

碳作為間隙元素，易在鎢顆粒與鎳鐵黏結相的介面處偏聚（尤其是燒結過程中未完全擴散時），這種偏聚會抑制黏結相在介面區域形成連續的鈍化膜，導致“介面腐蝕通道”的形成。

鈍化膜形成的阻礙：鎳鐵黏結相的耐腐蝕性依賴于表面形成緻密的Ni²⁺/Fe³⁺氧化膜（鈍化膜），而介面偏聚的碳會吸附氧氣，與鎳、鐵競爭形成氧化物——碳與鎳的結合能高於鎳與氧的結合能，導致介面處鎳難以形成NiO，鈍化膜出現“斷層”。

介面腐蝕的擴展：一旦介面鈍化膜破裂，氯離子等腐蝕性離子會優先滲入介面，引發鎢顆粒與黏結相的剝離。

3.碳含量對腐蝕產物穩定性的影響

腐蝕產物的結構與穩定性影響合金的耐蝕性，而碳元素會通過改變腐蝕產物的成分與緻密性，間接影響腐蝕進程。

低碳含量的正面作用：微量碳固溶於鎳鐵黏結相時，可細化黏結相晶粒，促進形成更均勻的鈍化膜，且碳的存在會降低腐蝕產物的孔隙率。

高碳含量的負面作用：過量碳形成的碳化物在腐蝕過程中易發生溶解或脫落，其溶解產物與溶液中的離子結合，形成疏鬆的腐蝕產物，導致腐蝕介質更容易侵入。

二、環境依賴性：不同腐蝕介質中的差異表現

碳元素的影響並非單一模式，而是隨腐蝕環境（如pH值、離子種類）的不同呈現差異：在酸性環境中，低碳合金的鈍化膜穩定，均勻腐蝕為主；高碳合金中的碳化物溶解較快，介面腐蝕與均勻腐蝕協同進行。在鹼性環境中，低碳合金腐蝕輕微，主要為黏結相緩慢溶解；高碳合金中的碳化物與OH⁻反應生成可溶性鎢酸鹽，腐蝕較快。

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