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

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CO 2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CO 2的3.5%(质量分数)NaCl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CO 2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CO 2腐蚀性能。第一性原理计算方法在预见材料耐CO 2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。